Nanocars zullen voor het eerst strijden tijdens een internationale molecule-autorace op 28-29 april, 2017 in Toulouse (Zuidwest-Frankrijk). de voertuigen, die uit een paar honderd atomen bestaan, zal worden aangedreven door kleine elektrische pulsen gedurende de 36 uur van de race, waarin ze moeten navigeren op een renbaan gemaakt van goudatomen, en met een maximale lengte van 100 nanometer. Ze zullen vierkant uitkomen onder de vier punten van een unieke microscoop in het Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) van het CNRS in Toulouse. De race, die werd georganiseerd door de CNRS, is in de eerste plaats een wetenschappelijke en technologische uitdaging, en wordt live uitgezonden op het YouTube Nanocar Race-kanaal. Buiten de concurrentie, het overkoepelende doel is het onderzoek naar de observatie en besturing van molecuulmachines vooruit te helpen.

Meer dan alleen een wedstrijd, de Nanocar Race is een internationaal wetenschappelijk experiment dat in realtime wordt uitgevoerd, met als doel het testen van de prestaties van molecuulmachines en de wetenschappelijke instrumenten die worden gebruikt om ze te besturen. De komende jaren zullen waarschijnlijk het gebruik van dergelijke moleculaire machines - individueel of op gesynchroniseerde wijze geactiveerd - te zien zijn bij de fabricage van gewone machines:atoom-voor-atoom constructie van elektronische circuits, atoom-voor-atoom deconstructie van industrieel afval, vangst van energie... De Nanocar Race is daarom een ​​unieke kans voor onderzoekers om geavanceerde technieken te implementeren voor het gelijktijdig observeren en onafhankelijk manoeuvreren van dergelijke nanomachines.

Het experiment begon in 2013 als onderdeel van een overzicht van onderzoek naar nanomachines voor een wetenschappelijk tijdschrift, toen het idee voor een autorace vorm kreeg in de hoofden van CNRS senior onderzoeker Christian Joachim (nu de directeur van de race) en Gwénaël Rapenne, een professor in de chemie aan de Université Toulouse III - Paul Sabatier. Drie jaar later, de nanocars zijn operationeel en klaar om de strijd aan te gaan op het gouden oppervlak van het circuit. Er waren tal van uitdagingen bij het organiseren van deze race, van het selecteren van de renbaan, die plaats moet bieden aan alle soorten molecuulauto's, aan het aanpassen van de scanning tunneling microscoop. De deelnemende teams moesten ook een reeks moeilijke taken overwinnen (het neerleggen en visualiseren van de moleculen onder de microscoop), evenals aan tal van criteria (de structuur van de moleculen en de vorm van voortstuwing) om deel te nemen aan deze race. Van de negen teams die zich voor eind mei 2016 hadden aangemeld, zes werden geselecteerd, en vier zullen hun plaats innemen op de startlijn van de 4-punts microscoop op 28 april, 2017 voor de 36-uurs race in Toulouse.

De uitdagingen waarmee onderzoekers in de race worden geconfronteerd, zullen zoveel stappen voorwaarts zijn op nieuwe gebieden in de scheikunde en natuurkunde. In het proces, elk team zal nieuwe vaardigheden ontwikkelen, gegevens, en knowhow die ooit zal bijdragen aan de ontwikkeling van oppervlaktechemie (die chemische synthese direct op een bepaald oppervlak mogelijk maakt), of in de nieuwe wetenschap van oppervlakken die bekend staat als membraanwetenschap, die het mogelijk maakt om een ​​molecuul-machine op het oppervlak van een cel af te zetten, of om de beweging van een enkel molecuul in een vloeistof te regelen.

De CEMES-CNRS-microscoop is de enige ter wereld waarmee vier verschillende onderzoekers op hetzelfde oppervlak kunnen werken. De ontwikkeling van dergelijke multitip-microscopen zal het mogelijk maken om een ​​groot aantal molecuulmachines te synchroniseren om de capaciteit te vergroten, bijvoorbeeld om energie op te slaan of op te vangen van een heet metalen oppervlak. Een echte "atoomtechnologie" dringt zich op.

De regels van de race:

• De renbaan:20 nm + een bocht van 45° + 30 nm + een bocht van 45° + 20 nm, voor een totaal van 100 nm
• 36 uur maximale duur
• Machtiging om van nanocar te wisselen bij een ongeval
• Je nano-auto duwen is verboden
• Eén sector van het gouden oppervlak per team
• Maximaal 6 uur om je deel van de cursus schoon te maken voordat je begint
• Geen fooiwijzigingen toegestaan ​​tijdens de 36 uur