Nanofluidique macromoléculaire : sonder les échelles de force, la conformation et la rhéologie des chaînes de polymère simples et multiples et des solutions de polymère concentrées dans des cavités nanofluidiques

 

Walter Reisner

Université McGill

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2014-2015

Des avancées récentes en nanofluidique et en technologie monomoléculaire ont mené à une nouvelle catégorie d'expériences permettant de sonder la conformation de chaînes de polymère simples nanoconfinées. Si l'apport de ces manipulations, qui font appel à la microscopie à épifluorescence de molécules individuelles, s'est avéré inestimable, des questions fondamentales ont été soulevées qui nécessitent de nouvelles méthodes d'application de forces à des chaînes confinées simples et multiples et de mesure de leur rhéologie locale.

L'objectif global que l'expertise combinée du professeur Hill en piégeage optique et du professeur Reisner en nanofluidique permettra d'atteindre est l'élaboration de nouvelles méthodes pour sonder les forces de compression et les propriétés conformationnelles et rhéologiques de chaînes simples/multiples confinées et de solutions de polymère concentrées. Nous mettrons d'abord au point un piston nanofluidique optique, soit un nanodispostif novateur comprenant une sphère (« piston ») piégée optiquement dans un canal avec obturation intégrée (« cylindre »).

Ce dispositif fournira la force nécessaire pour faire entrer des chaînes d'ADN simples ou multiples dans une nanocavité. Puis, nous ajouterons au piston des « billes-sondes » pour évaluer la viscoélasticité de nanosolutions d'ADN.

Ces expériences viendront appuyer des modèles théoriques récents pour élucider la physique fondamentale de la matière polymérique confinée, applicable aux systèmes biologiques, aux technologies de séparation des polymères et à de nouvelles applications des polymères touchant aux nanomatériaux et à la nanofabrication.