Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les picotechnologies sont un ensemble de savoir-faire et de techniques qui permettent de construire des machines avec le nombre d'atomes nécessaires à leur fonctionnement, c'est-à-dire avec une précision picométrique. À ce jour, ces outils sont encore au stade de l’émergence dans certains laboratoires de recherche et uniquement chez quelques constructeurs d'instruments scientifiques. Au-delà des techniques de fabrication atome par atome, molécule par molécule, ainsi que les moyens de caractérisation, la picotechnologie regroupe également la nano-communication et le nano-packaging, qui permettent d’exploiter les ressources physiques présentes dans un seul agrégat d'atomes, ou molécule ou macromolécule. Les molécules-machines individuelles élaborées se montrent actives dans un grand nombre de milieux différents, surface, espace ou à intérieur d'une cellule vivante.
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Picotechnologies are a set of know-how and techniques which allow for designing machines with the number of atoms required for their functioning, namely with picometric precision. To date, these tools are still at the emergent stage in certain research laboratories and are only used by a few scientific instrument manufacturers. Beyond the atom-by-atom, molecule-by-molecule fabrication technique and the characterization means, the picotechnology also encompasses nano-communication and nano-packaging, which allow for exploiting the physical resources present in a single aggregate of atoms, molecules or macromolecules. The developed individual machine molecules have proven to be active in a large amount of various media, surfaces, spaces or inside a living cell.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Quel est le nombre minimal d'atomes nécessaires à la construction d'un calculateur, d'une machine mécanique, d'une mémoire, d'un instrument de mesure ou d'un transmetteur ? Les picotechnologies (pico = 10–12), ou technologies pour l'échelle atomique, désignent un ensemble de savoir-faire et de techniques en émergence dans certains laboratoires de recherche et chez quelques constructeurs d'instruments scientifiques qui vont permettre de construire des machines avec juste le nombre d'atomes nécessaires à leur fonctionnement, c'est-à-dire avec une précision picométrique.
La picotechnologie regroupe les outils de fabrication atome par atome, molécule par molécule, les moyens de caractérisation ultime, puis la nano-communication et le nano-packaging, nécessaires pour exploiter les ressources physiques présentes dans un seul agrégat d'atomes, dans une seule molécule ou macromolécule afin de réaliser des molécules-machines individuelles actives dans un grand nombre de milieux différents : sur une surface, dans l'espace ou à l'intérieur d'une cellule vivante.
En paraphrasant une expression bien connue, il reste beaucoup de place en dessous du nanomètre. Les picotechnologies se proposent d'explorer cet espace.
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7. Conclusion
Les picotechnologies (ou technologies pour l'échelle atomique) proposent l'inversion de notre tendance ancestrale à la miniaturisation en une monumentalisation des processus de conception, de fabrication et d'assemblage de nos dispositifs et de nos machines à partir des atomes eux-mêmes. Presque tout reste à inventer pour transformer les expériences et les instruments de laboratoire en une véritable technologie industrielle. Un certain nombre de verrous ont d'ores et déjà été identifiés, comme l'architecture classique ou quantique des molécules-machines, la stabilité en température des interconnexions à précision atomique, ou la nécessite d'un packaging extrême.
Le cas du développement des outils de simulation numérique en aide à la conception des molécules-machines ou des puces moléculaires est une parfaite illustration des défis technologiques engendrés par la soif de connaissances suscitées par les picotechnologies.
N'oublions pas que les « picotechnologies » sont aussi à développer pour les expériences scientifiques pratiquées avec une précision picométrique. Une telle précision doit permettre d'approcher certaines propriétés très fines d'un seul atome ou d'une seule molécule.
Les picotechnologies seront, par exemple, utilisées pour l'étude des règles gouvernant les mouvements mécaniques d'une molécule individuelle, pour l'observation au plus près des propriétés physiques ou chimiques du nuage électronique d'un seul atome ou d'une seule molécule (magnétisme, phénomènes inélastique) et même, sous certaines conditions extrêmes de température et de pression pour l'étude du principe de superposition des états quantiques à la base de toute la physique quantique que nous connaissons.
Y aura-t-il une femtotechnologie ? Dans un monde sensible et stable, la réponse semble être non ! On pourra peut-être inventer un jour un microscope permettant d'observer la forme d'un seul noyau atomique . En l'état actuel de nos connaissances, une machine conçue pour fonctionner atome par atome semble être la dernière échelle machinale stable dans le temps à notre disposition pour une portabilité et un coût énergétique raisonnable.
Par un réflexe téléologique, l'Homme a toujours voulu ouvrir des portes dans le couloir des avancées scientifiques.
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