Principales molécules étudiées en nanosciences
Nanostructures moléculaires. Systèmes moléculaires isolés et autoassemblés

Trois grandes familles de molécules sont étudiées à l'heure actuelle dans le domaine des nanotechnologies :

• Molécules organiques

  Les propriétés de ces molécules sont modulées par le contrôle de leur architecture qui est choisie a priori par le chimiste de synthèse en fonction des propriétés structurales (fil, pavage) ou physico-chimiques (catalyse, fluorescence, conduction électronique etc.) recherchées. Il existe donc un très grand nombre de molécules susceptibles d'être utilisées. L'étude de molécules isolées nécessite la maîtrise de l'interaction molécule/substrat pour éviter leur destruction ou la formation d'agrégats moléculaires. L'obtention de couches organisées implique non seulement le contrôle des interactions molécule/substrat mais aussi celui des interactions molécule/molécule via des liaisons covalentes ou supramoléculaires.

• Molécules biologiques

  Ce sont en général des macromolécules qui possèdent une structure tridimensionnelle très complexe à l'origine de leurs activités biologiques. Une des voies possible pour les étudier est de les isoler les unes des autres en les déposant sur une surface parfaitement définie. Les molécules peuvent être aussi utilisées pour conférer des propriétés de biomimétisme à des surfaces. Cette méthodologie est l'un des principes de base liés à la conception des biopuces ou des biocapteurs.

• Nanotubes de carbone et fullerènes

  Compte tenu de leurs propriétés structurales, les nanotubes possèdent des propriétés physiques (électroniques, mécaniques...) remarquables comme par exemple une aire spécifique de 1 250 m² · g^–1, un module d'Young de 1 TPa ou une conductivité thermique supérieure à 3 000 W · K^–1 · m^–1. Les nombreuses recherches effectuées sur les nanotubes de carbone (facilité par le développement des microscopies en champ proche) ainsi que l'amélioration des procédés de fabrication permettent aujourd'hui d'envisager de nombreuses applications à grande échelle.