Une petite équipe de chercheurs de l’Université de Manchester a développé une technique pour créer une machine à états finis à base moléculaire. Leurs recherches ont été publiées dans la revue La nature.
En informatique, il existe un dispositif virtuel connu sous le nom de machine de Turing, développé par Alan Turing pour imaginer comment un système informatique pourrait fonctionner. Il est décrit comme un appareil capable de lire et d’écrire des symboles sur une bande lors de ses allers-retours, contrôlé par des règles qui définissent ce qu’il faut faire dans des scénarios donnés.
Une version modifiée de la machine de Turing a également été développée – appelée machine à états finis, elle est identique à une machine de Turing sauf qu’elle ne peut se déplacer que dans une seule direction et ne peut que lire, pas écrire. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un analogue chimique d’une machine à états finis, un rotaxane capable de se déplacer le long d’un fil moléculaire et de lire les informations de chiralité.
Un rotaxane est une molécule façonnée d’une certaine manière. Dans ce cas, il avait la forme d’un joint torique avec un brin en Y attaché à son sommet. En action, la molécule est appelée automate rotaxane. La version créée par les chercheurs avait un éther couronne qui servait de tête de lecture. L’automate fonctionnait en tirant un brin moléculaire pas à pas à travers son joint torique. Parce qu’il s’arrête et démarre aux barrières sur le brin, il est appelé cliquet.
Les barrières sont ouvertes par une impulsion de pH générée par un acide en décomposition rapide, permettant à l’automate d’avancer. L’automate tire le fil à travers (ou alternativement, avance pendant que le brin reste immobile) en utilisant une affinité de liaison plus élevée que celle de la barrière suivante sur le brin. L’automate rotaxane est capable de lire les données du fil en utilisant le dichroïsme circulaire – la sortie du fil se présente sous la forme de chiffres ternaires équilibrés («trits»).
La création du cliquet moléculaire est une étape parmi tant d’autres qui devront être réalisées si les chimistes veulent atteindre l’objectif de créer un ordinateur moléculaire.
Yansong Ren et al, Un cliquet moléculaire à lecture de bande, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05305-9
© 2022 Réseau Science X