Nicolas GiusepponeEnseignant-chercheur à l’Institut Charles Sadron (CNRS/Université de Strasbourg)
Certaines molécules organiques complexes fonctionnent comme de véritables machines, capables d’effectuer un travail mécanique précis à l’échelle du nanomètre. Nicolas Giuseppone, professeur à l’université de Strasbourg et membre de l’Institut Charles Sadron (CNRS), développe une nouvelle génération de machines moléculaires artificielles afin de s’approcher d’applications concrètes. Avec des avancées qui lui valent de recevoir la médaille d’argent du CNRS.
Professeur à l’Université de Strasbourg et à l’Institut universitaire de France (IUF), Nicolas Giuseppone dirige l’équipe Synthèse et auto-assemblage moléculaires et supramoléculaires (SAMS) à l’Institut Charles Sadron (ICS, CNRS). Il y développe des systèmes supramoléculaires et des machines moléculaires. Ces thèmes sont particulièrement forts à Strasbourg, avec notamment les travaux pionniers de deux prix Nobel de chimie : Jean-Marie Lehn (1987) et Jean-Pierre Sauvage (2016).
Les machines moléculaires sont des composés organiques qui effectuent des actions mécaniques contrôlées, dont les plus évoluées se comportent comme de véritables moteurs. Nicolas Giuseppone s’est illustré en intégrant plusieurs machines moléculaires dans des matériaux capables d’amplifier leurs mouvements jusqu’à notre échelle macroscopique, formant des muscles artificiels.
Il a également pu démontrer l’utilité de ces machines pour désintégrer des fibres b-amyloïdes impliquées dans les maladies neurodégénératives, comme celle d’Alzheimer, ou en modifiant la réponse de cellules immunitaires humaines par sollicitations mécaniques au niveau de certains de leurs récepteurs. Ces nouveaux outils pourraient à terme être utilisés en médecine.
Nicolas Giuseppone vise également des applications énergétiques, avec des machines moléculaires pouvant stocker de l’énergie chimique ou lumineuse avant de la restituer sous forme mécanique, et inversement. Enfin, il s’intéresse au pilotage de nanomachines pouvant fonctionner comme des moteurs à hélice afin de propulser des objets microscopiques, par exemple pour acheminer des médicaments dans des parties spécifiques du corps.
« Les machines moléculaires biologiques existaient bien avant nous et sont indispensables au fonctionnement du vivant, que ce soit pour déplacer des cellules ou pour exprimer le code génétique, conclut Nicolas Giuseppone. Nous savons donc que nos objectifs sont physiquement réalisables. Les machines moléculaires sont certainement les objets les plus complexes de la chimie et, en même temps, leur mise en œuvre laisse place à la créativité. C’est pourquoi elles me fascinent autant. »