L'équipe de Christian Joachim, du groupe "électronique moléculaire" du Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES/CNRS à Toulouse) et le groupe "Nanoscale Sciences" de James Gimzewski des laboratoires de recherche d'IBM à Zürich, ont réussi à observer pour la première fois une molécule en rotation. Une découverte qui ouvre la voie à la conception de moteurs moléculaires artificiels dont les dimensions seraient de l'ordre du nanomètre (10-9 mètre). Le microscope qui a conduit à cette observation, inventé par IBM Zürich au début des années 80, est à effet tunnel (STM). Le procédé ? Sa pointe ultrafine est utilisée pour imager les surfaces avec une résolution atomique mais aussi pour manipuler individuellement atomes et molécules. Afin de concevoir les molécules, d'interpréter les images STM expérimentales et de confirmer les comportements unimoléculaires observés, ces expériences nécessitent un travail théorique. Une tache dont s'est occupée le CEMES/CNRS. Les études les plus récentes, réalisées par l'équipe de James Gimzewski (responsable de l'effort en nano-engineering des laboratoires IBM de Zürich), ont permis d'étudier le changement réversible de conformation de molécules spécialement conçues pour être commutées par une impulsion de tension appliquée par la pointe du STM. La molécule devient alors un commutateur électrique.(...).Les chercheurs du CEMES/CNRS à Toulouse ont quant à eux analysé les propriétés mécaniques de ce rotor moléculaire afin de retrouver l'effet bloquant de la cavité moléculaire, confirmant ainsi les observations de leurs collègues d'IBM Zürich. Les calculs effectués par l'équipe de Christian Joachim montrent que l'énergie thermique fournie par la surface est suffisante pour faire tourner le rotor à température ambiante, lorsque son axe de rotation est décalé dans la cavité d'un quart de nanomètre. Une fois ce rotor ramené à l'intérieur de la cavité, un phénomène de cliquet moléculaire entre les pales du rotor et celles des molécules de la cavité bloque la rotation.
(Hexagone/30:08:989)
