Voici la première radiographie au monde d’un seul et unique atome

Ajayi et coll., Nature, 2023

Pour la toute première fois, des chercheurs sont parvenus à visualiser et étudier un atome seul grâce aux rayons X. Une innovation qui aurait été impossible sans un détecteur spécialisé et une technique tout à fait remarquable imaginée et mise au point par une équipe de chercheurs de l’Université de l’Ohio et du Laboratoire national d’Argonne.

Voici la première radiographie au monde d’un seul et unique atome

C’est en insérant des atomes de fer et de terbium (un métal des terres rares) dans des molécules spécifiques ayant la capacité de les accueillir et/ou les entourer que les scientifiques ont pu observer d’une part la présence même de ces atomes et d’autre part leur comportement chimique. Une fois en place dans son hôte moléculaire, les chercheurs ont ainsi pu découvrir que l’atome de terbium reste isolé et stable. Ce qui indique que l’atome n’interagit que faiblement avec son environnement moléculaire. A contrario, placé dans sa molécule hôte, l’atome de fer affiche des interactions chimiques nettement plus dynamiques avec les atomes qui l’entourent, tant des liaisons chimiques avec d’autres atomes présents dans la molécule que des échanges d’électrons.

Une prouesse remarquable qui ouvre d’énormes possibilités

Cette prouesse vient ouvrir la voie à nombre d’applications potentielles. En pouvant ainsi observer les atomes et leurs interactions au sein de la matière, les scientifiques pourraient, à terme, concevoir des matériaux plus performants, plus résistants et plus durables. Des domaines comme l’ingénierie des matériaux, l’aérospatiale, l’électronique et d’autres ont toujours besoin de matériaux plus performants et spécifiques. En améliorant leur compréhension des atomes à un tel niveau, les scientifiques pourraient aussi mettre au point des techniques de détection plus efficaces pour la pollution, les substances toxiques ou encore les corps étrangers dans le corps humain. Et dans le domaine du médical, on comprend facilement que le diagnostic et le traitement des maladies pourraient avancer à pas de géants. Si l’on est capable de comprendre la composition chimique des substances biologiques et des médicaments au niveau atomique, concevoir des médicaments plus efficaces et mieux ciblés devrait être plus aisé. Oncologie, neurologie, pharmacologie, toutes les spécialités de la médecine pourraient en profiter.

Et comment parler d’observation atomique sans évoquer l’informatique quantique. Si l’on est à même de comprendre les propriétés quantiques des atomes individuels, on pourrait alors développer des technologies quantiques bien plus avancées et notamment des ordinateurs quantiques. Cryptographie, modélisation moléculaire, simulations complexes, tout deviendrait plus facile. À suivre !

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