Le développement de technologies futures sera grandement facilité par la compréhension et l'extraction des caractéristiques au niveau moléculaire. Un groupe de recherche de l'Université de Tsukuba a établi une sonde tridimensionnelle qui peut représenter la commutation d'une seule molécule entre deux conformations différentes, induite par une force mécanique.

Cette réalisation est particulièrement encourageante du fait des niveaux de conductance de charge électrique très différents de la molécule dans ces différentes conformations, qui pourraient être utilisés dans des dispositifs de taille moléculaire.

Cette étude impliquait de lier des molécules individuelles entre deux électrodes de silicium, créant une "jonction moléculaire" robuste. Modifier la distance entre ces électrodes, en d'autres termes, l'application de différents niveaux de force mécanique aux molécules individuelles attachées entre elles a montré que le courant électrique conduit par ces molécules changeait. Pour une molécule testée, le courant électrique changeait au fur et à mesure que la distance diminuait ou augmentait, comme on pouvait s'y attendre. Cependant, pour une autre molécule, il y a eu un changement brusque de la conductance, qui s'est avéré correspondre à un changement dans la conformation globale de cette molécule.

"Nous avons créé de telles jonctions moléculaires pour le divinylbenzène et le dithynylbenzène, " explique l'auteur principal Miki Nakamura de la Graduate School of Pure and Applied Sciences de l'Université de Tsukuba. " En utilisant notre sonde dynamique basée sur la microscopie à effet tunnel, nous avons pu montrer que l'application d'une force mécanique au premier entraînait un changement progressif de la conductance de la molécule. Cependant, pour le diéthynylbenzène, nous avons vu la conductance changer radicalement, que nous avons modélisé comme un passage d'une conformation cis à une conformation trans et vice-versa."

Ce travail s'appuie sur des études antérieures qui ont caractérisé avec succès les propriétés spécifiques de molécules individuelles, comme la flexibilité, et les propriétés de rotation. Il y avait aussi des suggestions précédentes selon lesquelles la commutation abrupte du niveau de conductance d'une molécule est liée à sa capacité à passer rapidement entre deux différentes, conformations stables. Cependant, l'équipe de Tsukuba est la première à imaginer directement ces changements.

Le chef de groupe, le Dr Shigekawa de la Faculté des sciences pures et appliquées de l'Université de Tsukuba, est enthousiasmé par le potentiel de ce nouveau développement. "Nos travaux pourraient avoir des implications étendues pour la recherche fondamentale sur les propriétés électroniques des molécules, ainsi que pour le développement de machines moléculaires, " dit-il. " La capacité de combiner des électrodes semi-conductrices à semi-conducteurs avec des molécules organiques dans ce type de jonction augmente le potentiel de nouvelles avancées dans l'informatique moléculaire. "