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RÉSUMÉ
Depuis plusieurs années, les nanotechnologies sont en plein développement. Cependant, le terme « nanosciences » serait plus approprié car peu d'applications industrielles ont été réellement développées à ce jour. Le changement d'échelle nécessaire pour mettre au point des nanodispositifs a abouti à une nouvelle approche : l'approche moléculaire. Cette voie est très prometteuse car elle possède de nombreux avantages pour l'expansion des nanotechnologies. Nous proposons d'exposer les principaux développements relatifs à l'élaboration, aux propriétés et aux applications potentielles de nanostructures moléculaires.
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Frédéric CHERIOUX : Directeur de recherche CNRS à l'institut FEMTO-ST (Besançon)
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Frank PALMINO : Professeur de l’université de Franche-Comté à l'institut FEMTO-ST (Montbéliard)
INTRODUCTION
Depuis plusieurs années, les nanotechnologies sont en plein développement. Cependant, le terme « nanosciences » serait plus approprié car peu d'applications industrielles ont été réellement développées à ce jour. Le changement d'échelle nécessaire pour mettre au point des nanodispositifs a abouti à une nouvelle approche : l'approche moléculaire. Cette voie est très prometteuse car elle possède de nombreux avantages pour l'expansion des nanotechnologies. Nous proposons d'exposer les principaux développements relatifs à l'élaboration, aux propriétés et aux applications potentielles de nanostructures moléculaires.
For several years, nanotechnology has been rapidly developing. However, term “nanoscience” would be more appropriated because only few industrial applications have been developed. The change of scale to develop nanodevices led to a new approach : the molecular approach. This way is very promising for the expansion of nanotechnologies. Here we describe the main developments concerning the preparation, properties and potential applications of molecular nanostructures.
nanosystème moléculaire, auto-assemblage, nanomachine, surface, microscopie en champ proche.
molecular systems, self-assembly, nanomachine, surface, scanning probe microscopies.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2006 par Frédéric CHÉRIOUX, Frank PALMINO
- Version courante de avr. 2019 par Frédéric CHERIOUX, Frank PALMINO
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5. Mouvement moléculaires et manipulation
5.1 Nanomachines
Les travaux récents concernant les nanomachines sont très spectaculaires et en plein développement. Ils ont pour but d'étudier des molécules spécialement synthétisées pour réaliser une fonction électrique et/ou mécanique à l'échelle nanométrique. À cette l’échelle, il est très difficile de savoir et de voir si une molécule glisse ou roule, à quelle vitesse elle se déplace, ou si son mouvement est quantifié. La réalisation de fonctions de base, comme par exemple la fonction « marche-arrêt » ou la réalisation d’un « cliquet moléculaire » permettant le déplacement et/ou la rotation dans un seul sens, sont des enjeux particulièrement importants pour envisager le développement des moteurs moléculaires.
En France, l'équipe de Ch. Joachim du CEMES à Toulouse a innové dans ce domaine avec notamment la famille des landers et autres « brouettes moléculaires » . Plus récemment, est apparue la nano car ou voiture moléculaire (figure 15) capable grâce à ses roues en fullerène – C60 – (molécule de carbone en forme de ballon de football) de rouler et de tourner sur une surface d'or . Dans ce cas, c'est soit l'énergie thermique, soit la pointe d'un microscope STM qui fait se déplacer la nanomachine.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BINNIG (G.), ROHRER (H.) - The scanning tunneling microscope - Scientific American, Vol. 253, p. 40 (1985).
-
(2) - BINNIG (G.), ROHRER (H.) - Scanning tunneling microscopy - IBM J. Res. Develop., n° 30, p. 355 (1986).
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(3) - BLÉGER (D.), MATHEVET (F.), KREHER (D.), ATTIAS (A.-J.), BOCHEUX (A.), LATIL (S.), DOUILLARD (L.), FIORINI-DEBUISSCHERT (C.), CHARRA (F.) - Janus-Like 3D Tectons : Self-Assembled 2D Arrays of Functional Units at a Defined Distance from the Substrate - Angew. Chem. Int. Ed. n° 50 p. 6562 (2011).
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(4) - BINNIG (G.), QUATE (C.F.), GERBER (C.) - Atomic force microscope - Phys. Rev. Lett., n° 56, p. 930 (1986).
-
(5) - SUGIMOTO (Y.), POU (P.), ABE (M.), JELINEK (P.), PÉREZ (R.), MORITA (S.), CUSTANCE (O.) - Chemical identification of individual surface atoms by atomic force microscopy - Nature, n° 446, p. 64 (2007).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Observatoire de Micro et NanoTechnologies (OMNT)
C’NANO, centre de compétences en nanoscience
Nanosciences fondation
http://www.fondation-nanosciences.fr/
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