Bibliographie & annexes
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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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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
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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Mouvement moléculaires et manipulation4. Systèmes auto-assemblés
Grâce aux techniques de microscopie en champ proche décrites ci-dessus, il est possible d'observer, de manipuler, voire même de contrôler, des réactions chimiques molécule par molécule. Si la compréhension des phénomènes mis en jeu s'en trouve améliorée, cette approche ne peut être envisagée pour des applications nécessitant un grand nombre (1015) de nano-objets de taille, de forme et de propriétés en tous points identiques. Pour aller dans ce sens, les chercheurs travaillent sur les systèmes auto-assemblés conçus pour favoriser, sans intervention humaine, l'organisation spontanée des molécules. Ce mode d’organisation fut dénommé « chimie supramoléculaire » et valut le prix Nobel de chimie à Cram, Perdersen et Lehn en 1987.
Sur surface, il est facile de comprendre que deux types d'interactions seront prépondérantes dans l'évolution du phénomène d'auto-assemblage : les interactions molécule/molécule et les interactions molécule/surface . Pour favoriser les interactions molécule/molécule, il faudra choisir des surfaces métalliques qui, compte tenu de leurs propriétés électroniques, se lient faiblement aux molécules. Dans ce cas, une organisation bidimensionnelle sera favorisée. En privilégiant des liaisons faibles entre molécules, il est possible d'obtenir des systèmes supramoléculaires extrêmement bien organisés. La contrepartie de la faible liaison molécule/surface est leur forte diffusion de surface. C'est pourquoi, il faut travailler soit à basse température (typiquement 77 K), soit avec des taux de recouvrement proches localement de la monocouche pour stabiliser et pouvoir observer les molécules. La figure 7 présente deux exemples très spectaculaires de couches auto-assemblées observées en STM. Cet auto-assemblage est formé par deux types de molécules (PTCDI et mélamine) qui structurent et donnent le pas ainsi que la géométrie de la couche ...
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Systèmes auto-assemblés
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).
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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).
-
(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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