Par Pesach Benson • 2 décembre 2025
Jérusalem, 2 décembre 2025 (TPS-IL) — Des scientifiques israéliens ont développé un capteur de gaz capable de distinguer les molécules « image miroir » dans l’air, une avancée avec le potentiel de révolutionner les diagnostics médicaux, le contrôle de la qualité des aliments et des boissons, la surveillance environnementale et les produits pharmaceutiques, a annoncé l’Université hébraïque de Jérusalem.
En détectant les différences structurelles subtiles dans les composés volatils, les capteurs pourraient alimenter des tests respiratoires non invasifs pour des maladies telles que le cancer du poumon ou le diabète, suivre l’évolution des maladies dans le temps, et garantir la cohérence des saveurs et des arômes dans l’alimentation et les parfums. Ils pourraient également aider à identifier la détérioration ou la contamination avant que les produits n’atteignent les consommateurs.
Les molécules en image miroir, également appelées molécules chirales, sont des paires de molécules ayant la même formule chimique mais disposées comme des mains gauche et droite — identiques en composition mais non superposables l’une sur l’autre. Bien qu’elles semblent presque identiques, les deux formes peuvent avoir des effets très différents, tels que produire des odeurs, des goûts ou des réponses biologiques distincts.
L’étude, détaillant la conception, les tests et les applications potentielles des capteurs, a été publiée dans la revue scientifique Chem. Eur. J.
Le capteur utilise des nanotubes de carbone revêtus de récepteurs à base de sucre spécialement conçus, qui agissent comme une serrure moléculaire pour interagir avec des produits chimiques spécifiques en suspension dans l’air. « En ajoutant un revêtement de sucre, nous avons créé une architecture chimique précise autour du capteur qui peut même interagir avec des molécules de parfum se liant très faiblement », a déclaré le professeur Shlomo Yitzchaik, l’un des superviseurs de l’étude.
L’équipe de recherche, dirigée par Ariel Shitrit et Yonatan Sukhran sous la direction de Yitzchaik et du professeur Mattan Hurevich, a démontré que les capteurs pouvaient clairement différencier les formes en image miroir du limonène et du carvone, deux molécules de parfum courantes, tout en ne réagissant pas aux formes similaires de l’α-pinène. Remarquablement, les capteurs ont détecté la molécule de (–)-limonène à des concentrations aussi faibles que 1,5 parties par million, environ dix fois plus sensibles que de nombreuses méthodes comparables.
L’efficacité des capteurs provient de l’interaction entre les nanotubes revêtus de sucre et les molécules en suspension dans l’air. En utilisant des mesures électriques combinées à des simulations informatiques en collaboration avec l’Université technique de Dresde en Allemagne et l’Université Friedrich Schiller de Jena, les chercheurs ont découvert que chaque image miroir moléculaire se lie légèrement différemment au récepteur. Ces petites différences modifient le mouvement des électrons dans les nanotubes, produisant des changements mesurables dans le signal électrique.
« Comprendre comment la structure moléculaire affecte les performances du capteur nous donne un modèle pour concevoir de meilleurs récepteurs d’odeurs artificiels », a déclaré Hurevich. En testant différentes conceptions de récepteurs, l’équipe a identifié des caractéristiques chimiques qui améliorent la sélectivité, ouvrant la voie à des capteurs plus précis et polyvalents.
La recherche fait partie du consortium européen SMELLODI, qui explore les liens entre l’odeur corporelle, la perception olfactive et les états physiologiques et émotionnels. L’analyse non invasive des composés organiques volatils — y compris les molécules en image miroir — est un objectif clé du projet, avec des applications potentielles dans le suivi de la santé, la sécurité environnementale et l’industrie.
Transformer les molécules de sucre, qui se dissolvent normalement dans l’eau, en capteurs de gaz stables et fonctionnels a posé un défi chimique et technique significatif. L’équipe a surmonté cela en créant un système en deux parties : des récepteurs à base de sucre ajustables chimiquement attachés à des nanomatériaux de carbone. La conception peut être affinée en modifiant le « cadre » de sucre ou les groupes chimiques qui y sont attachés, permettant des capacités de détection sur mesure.
Au-delà des soins de santé et de l’alimentation, les capteurs pourraient avoir des applications dans la surveillance environnementale et les produits pharmaceutiques. Ils peuvent détecter les polluants atmosphériques ou les fuites chimiques à des niveaux extrêmement faibles, améliorant la sécurité tant pour les personnes que pour les écosystèmes. Dans la fabrication de médicaments et la recherche chimique, les capteurs pourraient vérifier la pureté et la composition des molécules chirales, qui ont souvent des effets biologiques différents selon leur forme en image miroir, aidant à garantir que les produits sont sûrs et efficaces.
En regardant vers l’avenir, les chercheurs estiment que les outils informatiques, y compris les simulations physiques avancées et l’apprentissage automatique, pourraient accélérer la création de nouvelles conceptions de récepteurs, élargissant la gamme de molécules en suspension dans l’air détectables et de leurs formes en image miroir.
« Notre travail montre que de minuscules changements dans la structure moléculaire peuvent être détectés de manière fiable en utilisant des nanotubes revêtus de sucre », a déclaré Shitrit. « Cela ouvre la voie à des systèmes de détection électronique qui étaient auparavant considérés comme impossibles. »
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