Une équipe de chercheurs de l'UE découvre le monde nanométrique
Pour la première fois dans l'histoire, des scientifiques du Royaume-Uni ont démontré qu'il était possible de construire une structure moléculaire tridimensionnelle (3D) sur une surface. Les expériences, décrites dans la revue Nature Chemistry, représentent une percée importante dans la quête pour développer des dispositifs nanométriques innovants, tels que la technologie optique et électronique et même les ordinateurs moléculaires. Le soutien de l'UE pour ces travaux provient du projet COORDSPACE («Chemistry of coordination space: extraction, storage, activation and catalysis»), une subvention avancée du CER de 2,49 millions d'euros accordée à Martin Schröder de l'université de Nottingham au titre du programmes «Idées» du septième programme-cadre (7e PC). Les scientifiques sont déjà parvenus à construire des structures moléculaires en auto-assemblage bidimensionnelles sur une surface. Ces configurations bidimensionnelles contiennent des pores dans lesquels les molécules invitées peuvent être piégées. De plus, ces molécules ne se contentent pas uniquement de rester dans le domaine du 2D; dans certains cas, elles entraînent la permutation du cadre hôte en deux différentes configurations en 2D. Dans cette étude, les physiciens et les chimistes de l'université de Nottingham ont créé un tableau bidimensionnel de molécules tétracarboxyliques sur une surface. Ils ont ensuite introduit une molécule invitée, un fullerène, également connu sous le surnom de buckminsterfullerène, une molécule ayant la forme d'un ballon de football et composée de 60 atomes de carbone. Grâce à leur surface sphérique, les fullerènes peuvent se poser sur la surface de l'ensemble en 2D, ce qui renforce la croissance d'une seconde couche de molécules d'acide tétracarboxylique sur la première. Ainsi, la structure 2D entre dans la troisième dimension. «Dans le monde moléculaire, cela équivaut à lancer des briques en l'air qui, en retombant, forment instantanément une maison», explique le professeur Neil Champness de la faculté de chimie de l'université de Nottingham. «Jusqu'à présent, cela n'était possible qu'en 2D, aussi, par analogie, les 'briques moléculaires' ne formeraient qu'un petit couloir ou un patio; cependant, notre découverte signifie désormais que nous pouvons construire en trois dimensions. C'est un pas énorme pour la nanotechnologie.» Le système récemment découvert est réversible; lorsque l'on ajoute du coronène (un hydrocarbure aromatique polycyclique) à la seconde molécule invitée, le réseau à deux couches de fullerènes est remplacé par un réseau d'acide tétracarboxylique d'une couche unique dans lequel du coronène est immobilisé au niveau des pores. Les auteurs concluent: «Ce système montre un exemple d'une transformation réversible entre un réseau supramoléculaire planaire et non planaire, une avancée importante dans l'auto-assemblage d'architectures supramoléculaires fonctionnelles tridimensionnelles de surface.»
Pays
Royaume-Uni