Mechanically interlocked molecular architecturesIn chemistry, mechanically interlocked molecular architectures (MIMAs) are molecules that are connected as a consequence of their topology. This connection of molecules is analogous to keys on a keychain loop. The keys are not directly connected to the keychain loop but they cannot be separated without breaking the loop. On the molecular level, the interlocked molecules cannot be separated without the breaking of the covalent bonds that comprise the conjoined molecules; this is referred to as a mechanical bond.
Molecular knotIn chemistry, a molecular knot is a mechanically interlocked molecular architecture that is analogous to a macroscopic knot. Naturally-forming molecular knots are found in organic molecules like DNA, RNA, and proteins. It is not certain that naturally occurring knots are evolutionarily advantageous to nucleic acids or proteins, though knotting is thought to play a role in the structure, stability, and function of knotted biological molecules.
Chimie supramoléculaireLa chimie supramoléculaire est une des branches de la chimie qui repose sur les interactions non-covalentes ou faibles entre atomes au sein d'une molécule ou entre molécules, au sein d'un ensemble moléculaire. Son objectif est de comprendre ou de construire des édifices de taille nanométrique. Le principe est d'utiliser des briques moléculaires qui, une fois mélangées en solution, dans des conditions contrôlées, s'autoassemblent pour donner des édifices plus complexes.
RotaxaneUn rotaxane est une molécule constituée d'un macrocycle lié mécaniquement à un fragment moléculaire linéaire qui le traverse de part en part. Le nom est dérivé du latin rota signifiant roue et du mot axe. Les deux constituants d'un rotaxane sont cinétiquement piégés par des « bouchons » aux extrémités de l'axe, plus gros que le diamètre interne du cycle. Ainsi les deux composants du rotaxane ne peuvent se dissocier sans rupture d'une liaison covalente, car cette dissociation nécessiterait de trop grandes distorsions des liaisons du cycle.
Nanomachinevignette|Schéma du de Richard Feynman. Les nanomachines, appelées également machines moléculaires, sont de minuscules machines composées d'assemblages moléculaires dont au moins deux parties sont reliées par un lien mécanique et qui peuvent être animées de mouvements sous l'action d'un stimulus externe. Leur taille est de l'ordre du nanomètre et leur synthèse nécessite parfois un nombre important de réactions chimiques. Elles travaillent directement sur les atomes ou les molécules.
CaténaneUn caténane est une architecture moléculaire formée d'au moins deux macrocycles imbriqués l'un dans l'autre, formant une sorte de chaine (en latin catena). Deux cycles imbriqués ne peuvent pas être séparés sans casser au moins une liaison covalente d'un des deux cycles. Le concept des caténanes est proche de celui d'autre molécules imbriquées telles les rotaxanes, les nœuds moléculaires ou les nœuds borroméens moléculaires. Une nouvelle terminologie est utilisée pour décrire la connexion entre les cycles d'un caténane : on parle de liaison mécanique.
Anneaux borroméensEn mathématiques et plus précisément en théorie des nœuds, les anneaux borroméens constituent un entrelacs de trois cercles (au sens topologique) qui ne peuvent être détachés les uns des autres même en les déformant, mais tel que la suppression de n'importe quel cercle libère les deux cercles restants. Autrement dit, il s'agit d'un exemple d'entrelacs brunnien. La dénomination vient de l'utilisation qui en était faite dans les armoiries d'une famille italienne, les Borromeo.
Théorie des nœudsthumb|right|Représentation d’un nœud torique de type (3, 8). La théorie des nœuds est une branche de la topologie qui consiste en l'étude mathématique de courbes présentant des liaisons avec elles-mêmes, un « bout de ficelle » idéalisé en lacets. Elle est donc très proche de la théorie des tresses qui comporte plusieurs chemins ou « bouts de ficelle ». left|thumb|Nœuds triviaux La théorie des nœuds a commencé vers 1860 et avec des travaux de Carl Friedrich Gauss liés à l'électromagnétisme.
Auto-assemblage moléculairedroite|400px|thumb|Un exemple de molécules se liant par liaisons d'hydrogène. L'auto-assemblage moléculaire est le processus par lequel des molécules soi-montant adoptent un agencement sans la direction d'une source extérieure. En général, le terme fait référence à l'auto-assemblage intermoléculaire alors que l'auto-assemblage intramoléculaire prend plus communément le nom de pliage ou de repliement dans le cas de protéines.
Nœud de trèflevignette|Faire un nœud de trèfle (vidéo) vignette|Surface de Seifert associée à un nœud de trèfle : il en forme le bord. En théorie des nœuds, le nœud de trèfle est le nœud le plus simple après le nœud trivial. C'est le seul nœud premier à trois croisements. On peut aussi le décrire comme nœud torique de type (2,3), son mot dans le groupe de tresses étant σ13. Une autre description (liée à la précédente) est l'intersection de la sphère unité dans C2 avec la courbe plane complexe d'équation .
Assembleur moléculairevignette|upright|Eric Drexler. Un assembleur moléculaire est un concept purement théorique. Tel que le définit Eric Drexler, il s'agit d' « une machine capable d'encadrer les réactions chimiques en positionnant les molécules réactives avec une précision nanométrique . » Drexler remarque que certaines molécules biologiques telles que les ribosomes correspondent à cette définition, puisque lorsqu'elles sont actives à l'intérieur d'un environnement cellulaire, elles reçoivent des instructions venant des acides ribonucléiques messagers (ARN messagers) qui leur permettent d'assembler des séquences déterminées d'acides aminés pour construire des protéines.
Chiral knotIn the mathematical field of knot theory, a chiral knot is a knot that is not equivalent to its mirror image (when identical while reversed). An oriented knot that is equivalent to its mirror image is an amphicheiral knot, also called an achiral knot. The chirality of a knot is a knot invariant. A knot's chirality can be further classified depending on whether or not it is invertible. There are only five knot symmetry types, indicated by chirality and invertibility: fully chiral, invertible, positively amphicheiral noninvertible, negatively amphicheiral noninvertible, and fully amphicheiral invertible.
Nœud (mathématiques)En mathématiques, et plus particulièrement en géométrie et en topologie algébrique, un nœud est un plongement d'un cercle dans R, l'espace euclidien de dimension 3, considéré à des déformations continues près. Une différence essentielle entre les nœuds usuels et les nœuds mathématiques est que ces derniers sont fermés (sans extrémités permettant de les nouer ou de les dénouer) ; les propriétés physiques des nœuds réels, telles que la friction ou l'épaisseur des cordes, sont généralement également négligées.
Self-replicationSelf-replication is any behavior of a dynamical system that yields construction of an identical or similar copy of itself. Biological cells, given suitable environments, reproduce by cell division. During cell division, DNA is replicated and can be transmitted to offspring during reproduction. Biological viruses can replicate, but only by commandeering the reproductive machinery of cells through a process of infection. Harmful prion proteins can replicate by converting normal proteins into rogue forms.
Topologievignette|Déformation continue d'une tasse avec une anse, en un tore (bouée). thumb|Un ruban de Möbius est une surface fermée dont le bord se réduit à un cercle. De tels objets sont des sujets étudiés par la topologie. La topologie est la branche des mathématiques qui étudie les propriétés d'objets géométriques préservées par déformation continue sans arrachage ni recollement, comme un élastique que l’on peut tendre sans le rompre.
Nœud premiervignette|90x90px| Entrelacs premier le plus simple En théorie des nœuds, un nœud premier, ou un entrelacs premier est un nœud ou entrelacs qui est, dans un certain sens, indécomposable. Les nœuds ou entrelacs qui ne sont pas premiers sont dits composés. Déterminer si un nœud donné est premier ou non peut être un problème non trivial. Un nœud ou entrelacs premier est un nœud ou entrelacs non trivial qui ne peut pas être obtenu comme la somme connexe de deux nœuds ou entrelacs non triviaux.
Auto-assemblageL’auto-assemblage, parfois rapproché de l'auto-organisation, désigne les procédés par lesquels un système désorganisé de composants élémentaires s'assemble et s'organise de façon spontanée et autonome, à la suite d'interactions spécifiques et locales entre ces composants. On parle d'auto-assemblage moléculaire lorsque les composants en question sont des molécules, mais l'auto-assemblage s'observe à différentes échelles, des molécules à la formation du système solaire et des galaxies en passant par l'échelle nanométrique.
Moteur moléculaireUn moteur moléculaire est un objet de la taille d’une molécule ou d’un assemblage de molécules qui est capable de produire un travail mécanique ou un mouvement dirigé, ces buts ne pouvant être atteints que si de l’énergie est fournie au système. Les différences les plus importantes par rapport aux moteurs macroscopiques concernent la sensibilité des moteurs moléculaires à la viscosité de leur micro-environnement, et surtout à l’importance de l’agitation thermique.
Synthetic molecular motorSynthetic molecular motors are molecular machines capable of continuous directional rotation under an energy input. Although the term "molecular motor" has traditionally referred to a naturally occurring protein that induces motion (via protein dynamics), some groups also use the term when referring to non-biological, non-peptide synthetic motors. Many chemists are pursuing the synthesis of such molecular motors. The basic requirements for a synthetic motor are repetitive 360° motion, the consumption of energy and unidirectional rotation.
Molecular propellerMolecular propeller is a molecule that can propel fluids when rotated, due to its special shape that is designed in analogy to macroscopic propellers: it has several molecular-scale blades attached at a certain pitch angle around the circumference of a shaft, aligned along the rotational axis. The molecular propellers designed in the group of Prof. Petr Král from the University of Illinois at Chicago have their blades formed by planar aromatic molecules and the shaft is a carbon nanotube.
