Transistor ionique dans une nanopore express
Dans une fente étroite entre deux plaques, les ions ne se comportent pas comme des particules libres, mais comme une foule dans un bus bondé : serrés les uns contre les autres, ils forment des amas denses. C'est précisément cette propriété — la capacité des ions à se regrouper en grappes dans un espace très restreint — qui est à la base du nouveau mécanisme de contrôle du transport ionique.
Les chercheurs ont étudié le comportement des ions dans des nanocanaux bidimensionnels larges de seulement quelques atomes. Il s'avère que lors d'une compression ou d'une traction mécanique du canal, ce n'est pas seulement sa forme qui change, mais aussi la densité des particules chargées à l'intérieur. Cet effet, baptisé « transistor ionique à force », permet de contrôler le flux d'ions de la même manière que la tension de grille contrôle le courant dans un transistor classique.
Cette « logique ionique » pourrait servir de base à des dispositifs traitant des signaux mécaniques — par exemple, dans des systèmes neuromorphiques imitant le fonctionnement du cerveau. Au lieu d'électrons, des ions ; au lieu de fils, des nanopores humides. Et ce n'est plus de la science-fiction, mais un calcul appuyé par des simulations à l'échelle de la microseconde.
Dans les cellules vivantes, il existe des protéines mécano-sensibles qui ouvrent les canaux ioniques lorsque la membrane s'étire — par exemple, dans nos muscles et notre oreille interne.
Dans la série « Stargate Universe », un vaisseau extraterrestre était contrôlé par des flux de particules chargées dans des canaux microscopiques — un écho lointain de la logique ionique.