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1 - CONTEXTE

2 - TECHNIQUES D'OBSERVATION

3 - MOLÉCULES ISOLÉES

4 - SYSTÈMES AUTO-ASSEMBLÉS

5 - MOUVEMENT MOLÉCULAIRES ET MANIPULATION

6 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

| Réf : NM520 v2

Mouvement moléculaires et manipulation
Molécules isolées et auto-assemblées sous vide sur des surfaces - Élaboration, propriétés et applications

Auteur(s) : Frédéric CHERIOUX, Frank PALMINO

Date de publication : 10 oct. 2012

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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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ABSTRACT

Nanotechnologies have been booming over the last few years. However the term "nanoscience" would be more appropriate as few industrial applications have been truly developed to date. The necessaru=y change in scale in order to develop nanodevices has generated a new approach: the molecular approach. This pathway is extremely promising as it offers numerous advantages for the expansion of the nanotechnologies. This article presents the main developments concerning the elaboration, properties and potential applications of molecular nanostructures.

Auteur(s)

  • Frédéric CHERIOUX : Directeur de recherche CNRS à l'institut FEMTO-ST (Besançon)

  • Frank PALMINO : Professeur de l’université de Franche-Comté à l'institut FEMTO-ST (Montbéliard)

INTRODUCTION

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.

Abstract :

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.

Mots-clés :

nanosystème moléculaire, auto-assemblage, nanomachine, surface, microscopie en champ proche.

Keywords :

molecular systems, self-assembly, nanomachine, surface, scanning probe microscopies.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-nm520


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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

  • (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).

  • (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).

  • (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).

  • ...

1 Sites Internet

Observatoire de Micro et NanoTechnologies (OMNT)

http://www.omnt.fr

C’NANO, centre de compétences en nanoscience

http://www.cnano.fr

Nanosciences fondation

http://www.fondation-nanosciences.fr/

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