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Le bout du doigt humain peut distinguer des matériaux qui présentent des différences chimiques minuscules – même une substitution aussi petite qu’un seul atome.

De très subtiles différences

En général, ce que nous sentons avec nos doigts, ce sont des bosses physiques dans la structure de surface d’un matériau. Charles Dhong, de l’université du Delaware, et ses collègues ont cherché à savoir s’il était possible de ressentir une différence chimique dans laquelle les structures moléculaires internes de deux matériaux varient légèrement mais leurs surfaces sont également lisses.

Pour ce faire, ils ont pris une tranche de silicium et y ont fixé une couche d’un composé simple d’une seule molécule d’épaisseur. Ils ont testé plusieurs composés, tous légèrement différents les uns des autres.

Sur six paires de composés, les testeurs humains ont pu en distinguer trois. Dans le cas d’une paire, où l’équipe n’a remplacé qu’un seul atome de carbone par un atome d’azote, les testeurs ont pu distinguer les deux paires avec une précision de 68 %.

« Lorsque nous fabriquons nos échantillons, ils sont physiquement presque identiques, les différences se situant à une échelle sub-nanométrique », explique M. Dhong. « Mais lorsque les sujets des tests les ont sentis, certains ont dit que certains avaient une sensation un peu granuleuse et d’autres étaient plus agréables et veloutés. »

Une légère modification du degré de friction 

La différence chimique entre les deux composés que les testeurs ont été le mieux à même de distinguer a provoqué une légère modification du degré de friction qu’ils ont ressenti en passant un doigt dessus. Cette altération n’était pas due à des bosses dans chaque matériau, mais plutôt à la façon dont leurs molécules s’emboîtent.

Selon M. Dhong, ces résultats pourraient être utiles aux personnes souffrant de déficiences visuelles ou pour créer des textures réelles dans la réalité virtuelle.

« Si l’on veut créer une texture qui donne l’impression que nous passons la main sur un beau papier, un velours doux ou une table en bois, comment le faire avec un écran ? Cela nous donne beaucoup plus d’options pour vraiment élargir cette boîte à outils », explique M. Dhong.

Cette recherche a été publiée dans Soft Matter.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pexels