Systèmes autoassemblés
Nanostructures moléculaires. Systèmes moléculaires isolés et autoassemblés

Grâce aux techniques de microscopie en champ proche décrites ci-dessus, il est possible au sein des laboratoires d'observer, de manipuler voire même de contrôler des réactions chimiques molécule par molécule. Si la compréhension des phénomènes mis en jeu s'en trouve améliorée, cette approche ne peut être envisagée pour des applications qui vont nécessiter un grand nombre (10¹⁵) de nano-objets de taille, de forme et de propriétés en tous points identiques. Pour aller dans ce sens les chercheurs travaillent sur les systèmes autoassemblés conçus pour favoriser, sans intervention humaine, l'organisation spontanée des molécules en surface. On comprend bien que deux types d'interactions vont être prépondérantes dans l'évolution du phénomène d'autoassemblage : les interactions molécule/molécule et les interactions molécule/surface. Si l'on souhaite favoriser l'interaction molécule/molécule, il faut choisir des surfaces métalliques qui, compte tenu de leurs propriétés électroniques, se lient faiblement aux molécules. On favorisera dans ce cas une organisation bidimensionnelle. Si au contraire on souhaite orienter la croissance de la couche autoassemblée, il faudra utiliser une surface plus réactive qui augmentera l'interaction molécule/surface. Ces surfaces sont en général formées de puits de potentiel dont la périodicité servira de point d'accroche aux molécules déposées. On dit dans ce cas qu'on utilise « des surfaces préstructurées » qui se comportent comme des empreintes à l'échelle nanométrique dans lesquelles les molécules viennent se fixer préférentiellement. Ces surfaces sont généralement semiconductrices (bien que la surface d'or (111) possède ce type de propriétés) et elles constituent un axe de recherche tout-à-fait récent et très intéressant.