(PhysOrg.com) -- Wetenschappers van de Universiteit van Nottingham hebben een grote doorbraak gemaakt die kan helpen de toekomst van nanotechnologie vorm te geven, door voor het eerst aan te tonen dat 3D-moleculaire structuren op een oppervlak kunnen worden gebouwd.

De ontdekking zou een belangrijke stap voorwaarts kunnen zijn in de richting van de ontwikkeling van nieuwe nano-apparaten, zoals geavanceerde optische en elektronische technologieën en zelfs moleculaire computers.

In een paper gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Natuurchemie , het team van scheikundigen en natuurkundigen in Nottingham heeft aangetoond dat ze door de introductie van een 'gast'-molecuul moleculen omhoog kunnen bouwen vanaf een oppervlak in plaats van alleen 2D-formaties die eerder zijn bereikt.

Een natuurlijk biologisch proces dat bekend staat als 'zelfassemblage' betekende dat zodra de wetenschappers andere moleculen op een oppervlak introduceerden, hun gastheer ze vervolgens spontaan rangschikte in een rationele 3D-structuur.

Professor Neil Champness zei:"Het is het moleculaire equivalent van een stapel stenen in de lucht gooien en als ze weer naar beneden komen, bouwen ze spontaan een huis.

"Tot nu toe was dit alleen haalbaar in 2D, dus om de analogie voort te zetten zouden de moleculaire 'stenen' alleen een pad of een patio vormen, maar onze doorbraak betekent nu dat we kunnen beginnen met bouwen in de derde dimensie. Het is een belangrijke stap voorwaarts in de richting van nanotechnologie."

Eerder, wetenschappers hebben een in de natuur gevonden techniek gebruikt om waterstofbruggen te gebruiken om DNA bij elkaar te houden om een ​​tweedimensionale moleculaire structuur te bouwen.

Het nieuwe proces omvatte de introductie van een gastmolecuul - in dit geval een 'buckyball' of C ₆₀ - op een oppervlak met een patroon van een reeks tetracarbonzuurmoleculen. De bolvorm van de buckyballs betekent dat ze boven het oppervlak van het molecuul zitten en andere moleculen aanmoedigen om zich om hen heen te vormen. Het biedt wetenschappers een geheel nieuwe en gecontroleerde manier om extra lagen op het oppervlak van het molecuul op te bouwen.

Het werk is het resultaat van vier jaar onderzoek onder leiding van de professoren Champness en Beton van de School of Chemistry en de School of Physics and Astronomy.

De onderzoekspaper is de tweede belangrijke doorbraak die het team de afgelopen weken heeft gemeld. In september, een papier in Natuurcommunicatie onthulden dat ze voor het eerst hadden aangetoond hoe een onregelmatig gevormd molecuul op een oppervlak wordt geadsorbeerd. Het is een stap in de richting van het kunnen benutten van het potentieel van deze moleculen, die zeer nuttige eigenschappen hebben, door ze te organiseren om structuren te vormen. Ze zouden een manier kunnen bieden om nieuwe apparaten voor gegevensopslag te bouwen die orden van grootte kleiner zijn dan hun bestaande op silicium gebaseerde tegenhangers.