Les molécules molles déposées sur des surfaces métalliques ont été entraînées à l'aide d'un microscope à effet tunnel (STM) sans les tirer ni les pousser mécaniquement, mais en induisant des excitations inélastiques avec le courant tunnel.

En nanosciences, par rapport aux molécules rigides, il est difficile de contrôler le mouvement des molécules molles en raison de leur flexibilité. Notamment, seule une partie des molécules molles est adaptée pour absorber l'énergie du courant tunnel qui devrait être utilisée pour induire un mouvement, et non des changements de conformation des molécules.

Une collaboration dirigée par Waka Nakanishi et Katsuhiko Ariga à WPI-MANA ​​et We-hyo Soe et Christian Joachim à GNS et WPI-MANA ​​Satellite, CEMES-CNRS à Toulouse conçu, synthétisé et caractérisé une molécule conformationnellement flexible constituée de deux palettes binaphtyles montées sur un simple châssis phényle. Les modes de vibration des palettes latérales peuvent être exploités pour induire le mouvement de la molécule sur une surface Au (111) en utilisant des effets tunnel inélastiques STM. La molécule a deux configurations non planes différentes en solution qu'elle retient lorsqu'elle est absorbée à la surface. Cependant, sur la surface métallique, il est possible d'intervertir les molécules, un à la fois, à une configuration plate à l'aide d'un protocole de manipulation mécanique spécifique STM. La configuration plate est la plus intéressante pour ce travail, car seules les molécules plates peuvent être déplacées de manière contrôlée sur la surface par des excitations STM locales. Une fois qu'ils assument cette configuration, les molécules sont raisonnablement stables en surface.

Les molécules en configuration plate ont été caractérisées pour déterminer les endroits où les électrons tunnel devraient être injectés pour les faire se déplacer à la surface sans les pousser mécaniquement. En effet, selon l'endroit où le courant tunnel pénètre dans la molécule, cela peut prendre une configuration non plane (différente de celle d'origine) au lieu de se déplacer. Si le courant est appliqué au bon endroit, la molécule peut se déplacer de manière contrôlée. La caractérisation expérimentale des molécules a été complétée par des simulations de dynamique moléculaire et des calculs de théorie fonctionnelle de la densité, ce qui a permis de découvrir l'énergétique des molécules. En avril 2017, une « course de nanocars » a eu lieu, dans laquelle plusieurs machines moléculaires synthétisées par des groupes du monde entier rivalisaient avec l'objectif de couvrir une distance définie sur une surface d'or en un minimum de temps possible, piloté par les pointes STM. La molécule présentée dans cet article est l'un des véhicules qui ont pris part à la course.