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Dans le domaine des matériaux biosourcés, la biomasse végétale est une source renouvelable de biopolymères et, en conséquence, une bonne alternative aux polymères synthétiques provenant des ressources pétrolières. Le composant majeur de la biomasse végétale est la cellulose.

L’hydrolyse contrôlée des fibres de cellulose solubilise les régions amorphes de la fibre et permet d'obtenir des nanocristaux de cellulose qui sont des cristallites rigides sous forme de bâtonnets de dimensions nanométriques (5-20 nm de largeur et environ 200-1000 nm long, en fonction de la source).

Le projet Cellmach, coordonné par Ana Villares  (Equipe Assemblages nanostructurés), vise à fabriquer des machines moléculaires à partir de nanocristaux de cellulose. Les machines moléculaires sont des systèmes qui transforment l’énergie (chaleur, force ionique, radiation) en mouvement linéaire ou rotationnel à l’échelle moléculaire.

Le verrou majeur de la conception de machines moléculaires est le transfert de l’énergie du niveau moléculaire à l’échelle macroscopique.

Le challenge de Cellmach est donc la fabrication de systèmes contenant des nanocristaux greffés avec des fonctionnalités chimiques qui puissent réaliser un travail moléculaire, et que cette énergie soit transférée  de l’angström (moteur moléculaire, 0.2 nm) à l’échelle nanométrique (nanocristal de cellulose, 200-500 nm).