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Paris, 17 juillet 2006

Un premier pas vers le triage moléculaire

Des chercheurs du CEA/Saclay(1) et du CNRS(2) ont fabriqué et utilisé, pour la première fois, une surface nanostructurée capable de réguler les déplacements de molécules individuelles en fonction de leur taille ou leur forme. Grâce à un microscope à effet tunnel (STM), ils ont pu observer en temps réel le mouvement des molécules individuelles à la surface de ce tamis moléculaire. Le contrôle simultané des mouvements individuels d'un grand nombre de molécules constitue l'un des enjeux des nanotechnologies. Les résultats de ces travaux sont protégés par un brevet. Ils ont été publiés dans la revue Nanoletters du 12 juillet 2006.

Le tamis moléculaire est réalisé sur une surface de graphite, à partir de molécules (des dérivés de tristilbènes) capables de s'auto-organiser en un réseau régulier en nid d'abeille comportant des alvéoles de taille nanométrique. Le tamis est mis en présence d'une solution contenant les molécules dont on veut contrôler les déplacements. Les cavités du tamis captent alors ces molécules "invitées". Les plus grosses d'entre-elles sont immobilisées au cœur des cavités du tamis, tandis que les plus petites diffusent plus rapidement, de cavité en cavité, en raison de l'agitation moléculaire.
 
Ces phénomènes ont été observés in situ sur la surface nanostructurée. Les 4 images ci-dessous, enregistrées successivement en microscopie à effet tunnel à haute cadence (1 image toutes les 2 secondes), montrent la diffusion de molécules (des coronènes, en vert) entre les nano-pores d'un réseau auto-organisé en nid d'abeille.
 
En jouant sur la nature des molécules qui vont former le tamis moléculaire, on peut adapter la taille des pores à celle des molécules que l'on souhaite immobiliser ou faire bouger. On réalise ainsi des nanostructures capables de trier les différentes molécules et d'en contrôler les mouvements. Cette technique ouvre une voie unique pour le contrôle du transport d'objets nanométriques.
 
Tamis

© CEA Laboratoire nanophotonique



Notes :

1) Laboratoire nanophotonique
2) Laboratoire de chimie des polymères

Références :

Nano Letters  Volume 6 Issue 7 (July 12, 2006), Single molecule dynamics in a self-assembled 2D molecular sieve, Guillaume Schull, Ludovic Douillard, Céline Fiorini-Debuisschert, Fabrice Charra, Fabrice Mathevet, David Kreher, and André-Jean Attias.

Contacts :

Presse :
CNRS
Isabelle Bauthian
T 01 44 96 46 06
isabelle.bauthian@cnrs-dir.fr

CEA
Pascal Newton
T 01 64 50 20 97
Pascal.newton@cea.fr

Chercheurs :
André-Jean Attias
T 01 44 27 53 02
attias@ccr.jussieu.fr

Fabrice Charra
T 01 69 08 97 22
fabrice.charra@cea.fr


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