Tuning the effective molecular diffusion: a step toward control over oriented molecular motion

« Contrôler » le mouvement désordonné des molécules n’appartient pas aux songes. Les êtres vivants en apportent une évidente démonstration~: au sein du mélange réactif qu’est le cytoplasme cellulaire, des molécules exécutent un ballet orienté.

L’étonnement du chimiste ne devrait pas surgir de l’existence du mouvement, mais de son orientation et de sa sélectivité. Il y a ici matière à analyser et à comprendre ce qui est manifeste. Nous cherchons ainsi à reproduire certaines caractéristiques fondamentales des moteurs moléculaires biologiques à l’aide de «cargos moléculaires» plus simples~; cet objectif est difficile.

Nous avons donc choisi d’exercer tout d’abord un contrôle analogue du mouvement moléculaire dans un cadre moins contraignant, celui de la diffusion~: l’orientation du mouvement est perdue, la sélectivité est en revanche conservée. Nous avons récemment démontré qu’il est possible de «pêcher» n’importe quelle molécule réactive dans un mélange lorsque celui-ci est soumis à l’action d’un champ approprié, spatialement uniforme et périodique dans le temps. Il suffit pour cela de synchroniser les durées de vie des états en interconversion et la période du champ. Dans ces conditions, la diffusion apparente des réactifs est en effet exacerbée et il devient possible de réaliser sélectivement leur extraction.