De flesta tekniska funktionsenheter byggs bit för bit enligt en väl utformad byggplan. Komponenterna sätts sekventiellt på plats av människor eller maskiner. Liv, dock, bygger på en annan princip. Det börjar nerifrån och upp med molekylär självmontering. Kristalliseringen av socker eller salt är enkla exempel på självmonteringsprocesser, där nästan perfekta kristaller bildas från molekyler som slumpmässigt rör sig i en lösning. För att bättre förstå tillväxten av makroskopiska strukturer från molekyler, ett forskarlag av fysiker och kemister från Kiel University har efterliknat sådana processer med skräddarsydda molekyler. Som nyligen rapporterats i tidningen Angewandte Chemie de tillverkade en mängd olika mönster över ett brett spektrum av storlekar inklusive de största strukturerna som rapporterats hittills.

Forskarna deponerade triangulära molekyler (metyltrioxatriangulenium) på guld- och silverytor och observerade deras självmontering i bikakeöverbyggnader med hjälp av ett skanningstunnelmikroskop. Strukturerna består av periodiska mönster med kontrollerbara storlekar. "Våra största tillverkade mönster innehåller underenheter med 3 000 molekyler vardera, vilket är cirka 10 gånger fler än tidigare rapporterat, " säger Dr Manuel Gruber, en fysiker från Kiel University. Teamet utvecklade också en modell av de intermolekylära krafterna som driver självmonteringen. "Det unika med våra resultat är att vi kan förklara, förutsäga och till och med kontrollera deras storlek, " Fortsätter Gruber.

Den detaljerade förståelsen av de drivkrafter som styr storleken på mönstren ger löften för nanotekniktillämpningar, och i synnerhet för funktionalisering av ytor. Man kan tänka sig att ställa in olika fysiska egenskaper som elektroniska, optisk eller reaktivitet mot gaser av ett material genom att kontrollera storleken på överbyggnaderna på dess yta.