Les réponses aux questions de l'Antiquité (3/3)

Après que la théorie quantique de la liaison chimique ait balayé les caractéristiques d'impénétrabilité et d'indéformabilité de tous temps attribuées aux atomes, les progrès de l'instrumentation mettront un terme définitif à leur légendaire invisibilité. Nous sommes à la fin du XXème siècle. Le microscope électronique à effet tunnel et le microscope à force atomique viennent tout juste d'ètre inventés. Le premier explore la surface des métaux et des semi-conducteurs à l'aide d'une sonde dont l'extrémité est constituée de quelques atomes de tungstène. L'application d'une faible tension électrique dans la nanocouche de vide séparant la pointe de la surface suffit à générer un courant électrique, extrèmement sensible aux variations d'épaisseur de cette nanocouche de vide. Un dispositif approprié permet alors de reproduire les aspérités de la surface explorée, soit de distinguer chacun des atomes la constituant.

L'utilisation du microscope électronique à effet tunnel permet de connaître la structure de surface
de tout réseau atomique (ici l'or) - de distinguer sa symétrie, ses aspérités, ...

Dans le microscope à force atomique, la sonde, constituée d'une fine pointe de diamant montée sur un bras mobile, est en contact direct avec la surface explorée. L'image obtenue traduit donc les variations d'intensité des forces intermoléculaires à la surface de tous types de matériaux : conducteurs, semi-conducteurs et isolants. Ces nouvelles technologies, connues sous l'appellation de nanotechnologies, permettent non seulement l'observation de la matière à l'échelle microscopique, mais également la manipulation de ses constituants que sont les atomes, laissant ainsi entrevoir leur distribution électronique. L'utilisation de la technologie laser a par ailleurs récemment permis leur piégeage individuel. Quant la lumière commande à la matière ...