De meeste technische functionele eenheden worden stukje bij beetje gebouwd volgens een doordacht bouwplan. De componenten worden achtereenvolgens door mensen of machines geplaatst. Leven, echter, is gebaseerd op een ander principe. Het begint bottom-up met moleculaire zelfassemblage. De kristallisatie van suiker of zout zijn eenvoudige voorbeelden van zelfassemblageprocessen, waar bijna perfecte kristallen worden gevormd uit moleculen die willekeurig in een oplossing bewegen. Om de groei van macroscopische structuren uit moleculen beter te begrijpen, een onderzoeksteam van natuurkundigen en scheikundigen van de Universiteit van Kiel heeft dergelijke processen nagebootst met op maat gemaakte moleculen. Zoals onlangs gemeld in het tijdschrift Angewandte Chemie ze fabriceerden een verscheidenheid aan patronen in een breed scala van maten, waaronder de grootste tot nu toe gerapporteerde structuren.

De onderzoekers deponeerden driehoekige moleculen (methyltrioxatriangulenium) op gouden en zilveren oppervlakken en observeerden hun zelfassemblage tot honingraatsuperstructuren met behulp van een scanning tunneling-microscoop. De structuren bestaan ​​uit periodieke patronen met regelbare afmetingen. "Onze grootste gefabriceerde patronen bevatten subeenheden van elk 3.000 moleculen, wat ongeveer 10 keer meer is dan eerder gemeld, " zegt Dr. Manuel Gruber, een natuurkundige van de universiteit van Kiel. Het team ontwikkelde ook een model van de intermoleculaire krachten die de zelfassemblage aandrijven. "Het unieke aan onze resultaten is dat we kunnen verklaren, hun grootte voorspellen en zelfs controleren, ’ vervolgt Gruber.

Het gedetailleerde begrip van de drijvende krachten die de grootte van de patronen bepalen, biedt beloften voor nanotechnologietoepassingen, en in het bijzonder voor functionalisering van oppervlakken. Het kan worden overwogen om verschillende fysieke eigenschappen af ​​te stemmen, zoals elektronische, optisch of reactiviteit op gassen van een materiaal door de grootte van de bovenbouw op het oppervlak te regelen.