Verdens første internationale kapløb om molekylære biler, Nanocar Race

Nanocars vil konkurrere for første gang nogensinde under et internationalt molekyl-bil løb 28.-29. April, 2017 i Toulouse (sydvestlige Frankrig). Køretøjerne, som består af et par hundrede atomer, vil blive drevet af små elektriske impulser i løbet af løbet af 36 timer, hvor de skal navigere i en væddeløbsbane lavet af guldatomer, og måler maksimalt 100 nanometer i længden. De vil firkantes under de fire spidser af et unikt mikroskop, der er placeret på CNRS's Centre d'élaboration de matériaux et d'études structures (CEMES) i Toulouse. Løbet, som blev organiseret af CNRS, er først og fremmest en videnskabelig og teknologisk udfordring, og vil blive sendt live på YouTube Nanocar Race -kanalen. Ud over konkurrencen, det overordnede mål er at fremme forskning inden for observation og kontrol af molekylmaskiner.

Mere end bare en konkurrence, Nanocar Race er et internationalt videnskabeligt eksperiment, der vil blive gennemført i realtid, med det formål at teste molekylmaskiners ydeevne og de videnskabelige instrumenter, der bruges til at kontrollere dem. De kommende år vil sandsynligvis se brugen af ​​sådanne molekylære maskiner-aktiveret individuelt eller synkroniseret-ved fremstilling af almindelige maskiner:atom-for-atom konstruktion af elektroniske kredsløb, atom-for-atom-dekonstruktion af industriaffald, indfangning af energi ... Nanocar Race er derfor en unik mulighed for forskere at implementere banebrydende teknikker til samtidig observation og uafhængig manøvrering af sådanne nanomaskiner.

Eksperimentet begyndte i 2013 som en del af en oversigt over nanomaskinforskning til et videnskabeligt tidsskrift, da ideen til et billøb tog form i hovedet på CNRS -seniorforsker Christian Joachim (nu løbets direktør) og Gwénaël Rapenne, professor i kemi ved Université Toulouse III - Paul Sabatier. Tre år senere, nanocars er operationelle og klar til at vende ud på kredsløbets guldoverflade. Der var mange udfordringer ved at organisere dette løb, fra at vælge væddeløbsbanen, som skal rumme alle typer molekylebiler, til at tilpasse scanningstunnelmikroskopet. De deltagende teams måtte også overvinde en række vanskelige opgaver (deponering og visualisering af molekylerne under mikroskopet), samt opfylde talrige kriterier (molekylernes struktur og fremdriftsform) for at deltage i dette løb. Af de ni hold, der ansøgte inden udgangen af ​​maj 2016, seks blev udvalgt, og fire indtager deres plads ved 4-tip mikroskopets startlinje den 28. april, 2017 til 36-timers løbet i Toulouse.

Forskernes udfordringer i løbet vil være så mange skridt fremad på nye felter inden for kemi og fysik. I processen, hvert hold vil opbygge nye færdigheder, data, og knowhow, der en dag vil bidrage til udviklingen af ​​overfladekemi (som muliggør kemisk syntese direkte på en bestemt overflade), eller i den nye videnskab om overflader kendt som membranvidenskab, som gør det muligt at deponere en molekylmaskine på overfladen af ​​en celle, eller at kontrollere bevægelsen af ​​et enkelt molekyle i en væske.

CEMES-CNRS-mikroskopet er det eneste i verden, der tillader fire forskellige eksperimenter at arbejde på den samme overflade. Udviklingen af ​​sådanne flertipsmikroskoper vil muliggøre synkronisering af et stort antal molekylmaskiner for at øge kapaciteten, for eksempel til at lagre energi eller fange den fra en varm metallisk overflade. En ægte "atomteknologi" gryder.

Reglerne for løbet:

• Væddeløbsbanen:20 nm + en 45 ° drejning + 30 nm + en 45 ° drejning + 20 nm, for i alt 100 nm
• Maksimal varighed på 36 timer
• Godkendelse til at ændre sin nanocar i tilfælde af en ulykke
• Det er forbudt at skubbe sin nanocar
• Én sektor af guldoverfladen pr. Hold
• Maksimalt 6 timer til at rense sin del af banen inden start
• Ingen tipændringer tilladt i løbet af de 36 timer