LE CONTENU DU DVD (3)

Les molécules et nanomachines

Une approche nouvelle dite ascendante (bottom up) consiste à fabriquer un dispositif à partir de ses constituants élémentaires, atomes ou molécules. Cet assemblage peut se faire spontanément par reconnaissance moléculaire (auto-organisation) ou être obtenu avec la pointe d'un microscope à effet tunnel ou à force atomique. Les chercheurs fabriquent ainsi des nanomoteurs rotatifs ou linéaires. Ils explorent également la possibilité de fabriquer des composants électriques réduits à la taille d'une molécule, c'est l'électronique moléculaire. Le nanotube de carbone joue ici un rôle privilégié du fait de ses propriétés de conducteur ou de semi-conducteur. On a pu fabriquer des transistors dont le canal est un nanotube de carbone.

 

Chimie supramoléculaire (5 min.)

Chimie supramoléculaire, reconnaissance, auto-assemblage, Jean-Marie Lehn, prix Nobel de chimie en 1987, explique ces notions à la base de l'approche bottom up des nanotechnologies, obtenir un objet en assemblant des atomes ou des molécules.
Classiquement, la chimie est la science qui étudie la structure et les transformations de la matière. La chimie supramoléculaire y ajoute une nouvelle idée : utiliser l'information contenue dans la matière qui, en assurant la reconnaissance entre molécules, permet d'édifier des édifices complexes dont l'architecture et par suite les fonctions sont parfaitement contrôlées.

Intervenant : Jean-Marie Lehn (Collège de France)

Nanotubes de carbone (11 min.)

Molécules exceptionnelles, les nanotubes de carbone sont devenus un des objets emblématiques des nanotechnologies...

Annick Loiseau du Laboratoire d'étude des microstructures, présente les nanotubes de carbone, leurs géométries, leurs propriétés et leurs multiples applications.
Ils ont été découverts au Japon en 1991 par Sumio Iijima mais sont l'aboutissement de longues recherches sur les diverses structures possibles des composés du carbone. Ces recherches ont été stimulées par la découverte des fullerènes en 1985 par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley.

Intervenants : Annick Loiseau (Onera) et Jean Dijon (CEA)

Electronique moléculaire (7 min.)

Pour aller plus loin dans la miniaturisation des circuits électroniques, les chercheurs ont envisagé de fabriquer des composants de la taille d'une molécule...
Cette nouvelle électronique, dite électronique moléculaire, prend naissance vers 1970 quand Avi Aviram et Mark Ratner décrivent une diode composée d'une seule molécule organique. Trente ans plus tard, ce concept a pu être validé expérimentalement et on peut aujourd'hui fabriquer des molécules fonctionnant comme des fils conducteurs, des résistances, des interrupteurs, des transistors… Mais un problème reste entier : comment les connecter pour obtenir des circuits ?

Intervenants : Christian Joachim (CNRS), Jean-Pierre Launay (Université Toulouse 3) et Dominique Vuillaume (CNRS)

 

Machines moléculaires (5 min.)

Jean-Pierre Sauvage du Laboratoire de chimie organo-minérale de Strasbourg présente la philosophie de ses travaux de "moléculariste". Son équipe cherche à fabriquer des molécules ayant des propriétés topologiques non triviales, c'est-à-dire présentant des chaînes qui s'entrecroisent.
Si on peut mettre en mouvement relatif les différentes parties de ces molécules, on obtient des machines ou moteurs moléculaires. La source d'inspiration est souvent la biologie qui nous montrent que de telles molécules existent et fonctionnent.

Intervenant: Jean-Pierre Sauvage (CNRS)