L'ingénierie des systèmes à l'échelle d'une molécule
Les objets nanométriques ont une échelle atomique ou moléculaire. Leur surface est très grande par rapport à leur volume, et leurs propriétés sont souvent étonnamment différentes de celles des produits classiques fabriqués avec les mêmes matériaux de base. Le domaine des nanotechnologies s'intéresse à la fabrication de systèmes fonctionnels d'échelle nanométrique, bénéficiant des caractéristiques évoquées ci-dessus. Bien entendu, il faut d'abord comprendre la structure et la fonction des nanomatériaux avant de pouvoir fabriquer des systèmes bénéficiant de ces caractéristiques spécifiques. Dans le but d'explorer une large gamme de nanosystèmes potentiels, des chercheurs européens ont lancé le projet Nanotemplates. Ils ont fait «croître» des nanotemplates (des nanostructures dotées d'un motif particulier) sur des substrats (tranches de silicium, verre ou métaux) gravés par irradiation aux ions lourds, afin de fabriquer des réseaux métalliques et composites à une ou plusieurs couches, ainsi que des objets nanométrique en polymères émettant de la lumière. En adaptant le microscope à force atomique, ils ont pu fabriquer des nanotemplates avec des pores extrêmement fins (quelques nanomètres de diamètre), et utiliser cette technique pour fabriquer des nano-contacts très résistants à l'échelle du nanomètre. Ces nanotemplates conviennent bien pour tester les propriétés quantiques et pourraient servir en informatique quantique. Les chercheurs ont également étudié deux structures de dispositifs optiques ainsi que l'effet magnétorésistif (changement de la résistance électrique en présence d'un champ magnétique) dans des détecteurs, pour le positionnement d'automobiles. Ils ont également conçu et testé de nombreux dispositifs de microfluidique basés sur des nanofils, par exemple en biologie moléculaire et en génétique. Nanotemplates a ainsi étudié et testé une large gamme de dispositifs basés sur les nanotemplates, des substrats dotés d'un motif d'échelle nanométrique. Les tests ont contribué à orienter les travaux futurs en vue de dispositifs optimisés commercialisables.
