Tout comme la téléportation, le clonage et l’invisibilité, les rayons tracteurs font partie de ces vieux clichés des films de science-fiction que beaucoup d’entre nous souhaiteraient réels. Mais certains chercheurs du MIT viennent d'inventer un rayon tracteur miniaturisé suffisamment petit pour tenir sur une puce. Bien qu'il ne puisse pas encore tirer un cuirassé entier comme dans Star Wars, il peut toujours manipuler des particules biologiques comme les cellules et l'ADN.


Le MIT a créé un faisceau tracteur optique basé sur une puce qui focalise un faisceau pénétrant à plus de 5 millimètres de la surface de la puce. Cela peut sembler peu, mais cela change la donne par rapport aux précédentes « pinces optiques » intégrées qui ne pouvaient fonctionner qu’à quelques microns de la puce. Ces anciennes méthodes retiraient essentiellement les cellules des récipients en verre stériles (couramment utilisés dans les expériences biologiques) et les plaçaient directement sur la surface de la puce, augmentant ainsi le risque de contamination.

Cette avancée modifie ces limites. Le dispositif plus large du MIT peut capturer avec précision des échantillons biologiques et les déplacer à travers du verre tout en les scellant dans un récipient à lamelle standard. L'ensemble du processus est maintenu propre et stérile.

Quant au fonctionnement du faisceau du microtracteur, il repose sur un composant photonique au silicium appelé réseau optique intégré. Il utilise des procédés de fabrication de semi-conducteurs pour créer des réseaux de minuscules antennes sur des puces. Ensemble, ces antennes peuvent façonner et diriger un faisceau focalisé simplement en ajustant le timing du signal lumineux entraînant chaque élément d'antenne.

Selon l'équipe, le système est « de plusieurs ordres de grandeur meilleur que les démonstrations précédentes », comme le note un communiqué de presse du MIT.

Une autre amélioration majeure est que ce nouveau système réduit pour la première fois la fonctionnalité du rayon tracteur à la taille des copeaux. Les conceptions typiques ayant le même objectif sont non seulement de portée limitée, mais également assez volumineuses, nécessitant l'installation d'un grand microscope dans le laboratoire et de plusieurs dispositifs pour façonner et contrôler la lumière.

Pour tester leur invention, les ingénieurs du MIT ont d'abord utilisé la puce pour capturer et manipuler de minuscules sphères de polystyrène (les particules de référence utilisées dans les expériences). Une fois que cela a fonctionné, ils ont pu capturer et déplacer des cellules cancéreuses vivantes.

Bien qu’il en soit encore à ses débuts, son impact potentiel sur la recherche biologique et même sur les applications cliniques est énorme. Ce faisceau peut être utilisé pour analyser l’ADN, classer les cellules, étudier les mécanismes de la maladie et être utilisé dans une variété de nouveaux outils expérimentaux et diagnostiques.

Les chercheurs espèrent également continuer à améliorer le système, avec pour objectifs notamment l’ajout d’un foyer de faisceau réglable, l’utilisation simultanée de plusieurs points de capture et son application à différents systèmes biologiques.