Un nouvel auto-assemblage d'agrégats J résonants sur des nanotubes de carbone avec des fonctionnalités avancées et un potentiel élevé pour des applications pratiques polyvalentes a été découvert récemment. La dernière décennie, les dispositifs nanométriques se rapprochent beaucoup plus des applications industrielles en raison des progrès réalisés dans les domaines de l'instrumentation de haute précision et de la nanotechnologie.

L'auto-assemblage naturel de molécules pour la création et/ou l'amélioration de tels dispositifs nanométriques permet des techniques de fabrication contrôlées et simples pour les futures innovations. Auto-assemblage de molécules individuelles en agrégats J complexes, où les molécules sont bien ordonnées en forme de long « escalier », a une propriété unique due à un couplage des molécules. Le couplage facilite une forte résonance cohérente des porteurs de charge délocalisés (appelés excitons) à l'intérieur de tels auto-assemblages, et de tels excitons peuvent facilement se déplacer à l'intérieur des agrégats J. Par ailleurs, le couplage cohérent entre les agrégats J et d'autres nanomatériaux offre l'opportunité d'étendre une telle délocalisation résonnante permettant le développement d'applications avancées en photonique et optoélectronique à l'échelle nanométrique.

Les chercheurs de l'Université d'Aston au Royaume-Uni et leurs collaborateurs ont révélé pour la première fois une technique permettant de créer des agrégats J cohérents par résonance sur les parois extérieures des nanotubes de carbone. Ils ont découvert que de tels agrégats transfèrent très efficacement toute l'énergie de la lumière absorbée aux nanotubes. Grâce à un transfert d'énergie aussi efficace, la fluorescence des agrégats J est complètement éteinte et l'émission des nanotubes de carbone est fortement améliorée. La formation d'agrégats est associée à un auto-assemblage favorable de la forme d'isomère cis des molécules agrégées ayant une structure moléculaire courbée et s'alignant bien sur la surface convexe du nanotube.

Surtout, de telles découvertes montrent la formation d'un type unique de nanomatériaux avec une fonctionnalité révolutionnaire de délocalisation résonante étendue des excitons. Cette découverte jette les bases de l'exploration physico-chimique et des applications de nano-ingénierie de l'interaction résonante efficace des agrégats J d'auto-assemblage et des matériaux nano-tubulaires dans l'imagerie et le traitement biomédicaux, dispositifs optoélectroniques et photoniques nanométriques pour la logique, communications à haut débit, et les technologies électroniques et excitoniques de nouvelle génération.