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Après application d'un courant électrique, un fil de nanotubes de carbone est capable de s'enrouler sur lui-même, ce qui produit alors un effet de rotation. Un phénomène inattendu, découvert par une équipe internationale de chercheurs officiant à l'Université du Texas (Dallas, Etats-Unis), l'Université de Wollongong (Australie), l'Université de Colombie Britannique (Canada) et l'Université de Hanyang en Corée. L'utilisation de ce résultat, publié le 14 octobre 2011 dans la revue Science, pourrait déboucher sur de nombreuses applications dans le secteur des nanotechnologies.

Comment les chercheurs ont-ils obtenu ce résultat ? En plongeant un fil constitué de nanotubes de carbone dans un électrolyte, c'est-à-dire un liquide contenant des ions (les ions sont des atomes électriquement chargés, positivement ou négativement selon qu'ils ont perdu ou gagné des électrons). Puis en appliquant une charge électrique à l'une des extrémités de ce fil.

Une rotation à 590 tours par minute

Résultat ? Un flux d'ions parcourt alors le fil de nanotubes de carbone. Ce qui a pour effet de faire gonfler les fibres en nanotubes de carbone, qui se contractent alors brusquement, engendrant un phénomène de torsion. Si le mouvement de torsion dure à peine 1,2 secondes, il est en revanche extrêmemement puissant, puisque le fil se tord tellement sur lui-même que sa longueur se voit divisée par 100 ! Ce qui, forcément, ne peut qu'engendrer un mouvement de rotation très rapide. De fait, les chercheurs ont mesuré que le fil de nanotubes de carbone tournait sur lui-même à une vitesse de quelques 590 tours par minute durant ces 1,2 secondes !

De surcroît, les chercheurs ont montré que ce fil était capable de tracter des poids extrêmement lourds pendant cette torsion. En effet, ils ont fixé à ce fil de nanotubes de carbone, dont le diamètre est de 3,8 microns seulement, un objet 2 000 fois plus lourd que lui. Pendant la torsion, le fil de nanotubes a réussi à porter l'objet en question.

Comment "détordre" le fil de nanotubes de carbone ? Simple. En modifiant la tension du courant électrique appliqué. Le fil de nanotubes de carbone revient alors à sa position initiale, prêt pour une nouvelle torsion.

Selon les chercheurs, le phénomène est analogue au fonctionnement de certains muscles, comme celui qui meut la trompe des éléphants, ou les tentacules des pieuvres. C'est pourquoi ils décrivent leur résultat en évoquant la création d'un véritable "muscle artificiel" en nanotubes de carbone. Une analogie qui n'est d'ailleurs pas nouvelle puisque des travaux menés en 2009 par des chercheurs américains avaient consisté à concevoir un muscle artificiel constitué de rubans en nanotubes de carbone, lequel était capable de modifier ses dimensions très rapidement.