Les rotors développés à Garching constituent un pas important dans cette direction. D'abord, les physiciens ont construit un vaste nano-réseau en permettant aux atomes de cobalt et aux molécules en forme de bâtonnets de sexiphényl-dicarbonitrile de réagir les uns avec les autres sur une surface d'argent. Il en résulte un réseau en nid d'abeille d'une extrême régularité avec une stabilité étonnante. Tout comme le graphène, pour laquelle ses découvreurs ont reçu le prix Nobel il y a quelques semaines à peine, ce réseau a exactement un atome d'épaisseur.

Lorsque les chercheurs ont ajouté d'autres blocs de construction moléculaires, les tiges se sont spontanément rassemblées, généralement en groupe de trois, dans une alvéole alors que les alvéoles voisines sont restées vides. Les molécules amies devaient avoir une raison de s'organiser en trio. Sous un microscope à effet tunnel, les scientifiques ont pu comprendre pourquoi. Les trois molécules se sont orientées de manière à ce que les extrémités azotées fassent chacune face à un atome d'hydrogène du cycle phényle. Cet agencement de rotor à trois pales est si énergétiquement avantageux que les molécules maintiennent cette structure même lorsque l'énergie thermique l'entraîne en rotation.

Parce que la cellule en nid d'abeille n'est pas ronde, mais hexagonal, il y a deux positions différentes pour les rotors qui peuvent être distinguées en raison des interactions entre les atomes d'azote externes et les atomes d'hydrogène de la paroi cellulaire. Par ailleurs, les trois molécules s'arrangent dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Dans des expériences à diverses températures soigneusement contrôlées, les physiciens ont pu "geler" les quatre états et les examiner de près. Ils ont ainsi pu déterminer l'énergie de ces seuils à partir de la température à laquelle la rotation a repris.

"Nous espérons qu'à l'avenir nous pourrons étendre ces modèles mécaniques simples à la commutation optique ou électronique, " explique le professeur Johannes Barth. " Nous pouvons définir une taille de cellule spécifique, nous pouvons spécifiquement apporter d'autres molécules et étudier leur interaction avec la surface et la paroi cellulaire. Ces structures auto-organisées recèlent un potentiel énorme."