Machine autoréplicative300px|vignette|Une forme simple de machine autoréplicative. Une machine autoréplicative est une construction qui est théoriquement capable de fabriquer de manière autonome une copie d'elle-même en utilisant des matières premières prises dans son environnement. Le concept de machines autoréplicatives a été proposé et examiné par , Edward F. Moore, Freeman Dyson, John von Neumann et dans des temps plus récents par Kim Eric Drexler dans son livre sur la nanotechnologie, les Moteurs de Création et par Robert Freitas et Ralph Merkle dans leur examen Kinematic des Machines autoréplicatives qui a fourni la première analyse complète du duplicateur.
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.
MechanosynthesisMechanosynthesis is a term for hypothetical chemical syntheses in which reaction outcomes are determined by the use of mechanical constraints to direct reactive molecules to specific molecular sites. There are presently no non-biological chemical syntheses which achieve this aim. Some atomic placement has been achieved with scanning tunnelling microscopes. In conventional chemical synthesis or chemosynthesis, reactive molecules encounter one another through random thermal motion in a liquid or vapor.
Nanoscopic scaleThe nanoscopic scale (or nanoscale) usually refers to structures with a length scale applicable to nanotechnology, usually cited as 1–100 nanometers (nm). A nanometer is a billionth of a meter. The nanoscopic scale is (roughly speaking) a lower bound to the mesoscopic scale for most solids. For technical purposes, the nanoscopic scale is the size at which fluctuations in the averaged properties (due to the motion and behavior of individual particles) begin to have a significant effect (often a few percent) on the behavior of a system, and must be taken into account in its analysis.
NanomotorA nanomotor is a molecular or nanoscale device capable of converting energy into movement. It can typically generate forces on the order of piconewtons. While nanoparticles have been utilized by artists for centuries, such as in the famous Lycurgus cup, scientific research into nanotechnology did not come about until recently. In 1959, Richard Feynman gave a famous talk entitled "There's Plenty of Room at the Bottom" at the American Physical Society's conference hosted at Caltech.
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.
NanorobotiqueLa nanorobotique est un domaine technologique émergent qui crée des machines ou des robots dont les composants sont à l'échelle du nanomètre (10-9 mètres) ou à une échelle proche. Plus précisément, la nanorobotique (par opposition à la microrobotique) désigne la discipline d'ingénierie des nanotechnologies qui consiste à concevoir et à construire des nanorobots, avec des dispositifs dont la taille varie de 0 à 5. Les termes nanorobot, nanoide, nanite, nanomachine ou nanomite ont également été utilisés pour décrire de tels dispositifs actuellement en cours de recherche et développement.
NanomédecineLa nanomédecine est l'application médicale de la nanotechnologie et de la recherche apparentée. Elle couvre les domaines de l'administration de médicaments sous forme de nanoparticules et les possibles applications futures de la nanotechnologie moléculaire (MNT). L'idée de l'utilisation de nanomédicaments est de modifier la distribution de la molécule active dans l'organisme, ce faisant il est alors théoriquement possible d'accumuler la molécule active sur ses sites d'actions pharmacologiques et de l'éloigner des sites sur lesquels elle pourrait avoir des effets non désirés ou effets secondaires.
Domaine protéiqueredresse=1.15|vignette|Exemples de structures de protéines organisées en domaines distincts. Le domaine de couleur brique, appelé domaine PH, est commun aux deux protéines,. Sa fonction est de fixer le phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3) Un domaine protéique est une partie d'une protéine capable d'adopter une structure de manière autonome ou partiellement autonome du reste de la molécule. C'est un élément modulaire de la structure des protéines qui peuvent ainsi être composées de l'assemblage de plusieurs de ces domaines.
Protein dynamicsProteins are generally thought to adopt unique structures determined by their amino acid sequences. However, proteins are not strictly static objects, but rather populate ensembles of (sometimes similar) conformations. Transitions between these states occur on a variety of length scales (tenths of Å to nm) and time scales (ns to s), and have been linked to functionally relevant phenomena such as allosteric signaling and enzyme catalysis.
Nanosystème électromécaniqueLes NEMS pour Nano Electro-Mechanical Systems, en français : Systèmes ÉlectroMécaniques Nanométriques ; on parle aussi de nanosystèmes. Ce sont des dispositifs analogues aux MEMS, mais à l'échelle du nanomètre. On parle de NEMS pour des structures mécaniques miniatures, réalisant des fonctions de capteur ou d'actionneur, dont au moins une des dimensions est de taille nanométrique.
Protéine chaperonUne protéine chaperon est une protéine dont la fonction est d'assister d'autres protéines dans leur maturation en évitant la formation d'agrégats via les domaines hydrophobes présents sur leur surface lors de leur repliement tridimensionnel. Beaucoup de protéines chaperons sont des protéines de choc thermique (Heat shock proteins - Hsp), c'est-à-dire des protéines exprimées en réponse à des variations de température ou d'autres types de stress cellulaire, tel que le stress oxydant.
Interrupteur moléculaireUn interrupteur moléculaire est une molécule qui oscille réversiblement entre deux ou plusieurs états. Idéalement, une des propriétés de ces états est fortement modifiée que ce soit la couleur, la conductivité, la luminescence ou la structure. La conversion peut être induite par la lumière (interrupteurs photochromiques) ou par un changement de pH, de la température, du courant électrique, du microenvironnement, par un système redox, par la présence d’un ligand ou bien même dans le cas de molécules chirales par dichroïsme circulaire (interrupteurs chiroptiques).
NanoparticuleUne nanoparticule est selon la norme ISO TS/27687 un nano-objet dont les trois dimensions sont à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire une particule dont le diamètre nominal est inférieur à environ. D'autres définitions évoquent un assemblage d'atomes dont au moins une des dimensions se situe à l'échelle nanométrique (ce qui correspond au « nano-objet » tel que défini par la norme ISO précitée) ou insistent sur leurs propriétés nouvelles (dues au confinement quantique et à leur surface spécifique) qui n'apparaissent que pour des tailles de moins d'une centaine de nanomètres.
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.
Changement conformationnelvignette|Exemple de changement conformationnel En biochimie, un changement conformationnel est la transition entre deux géométries moléculaires, souvent induite par des facteurs environnementaux. Une macromolécule est le plus souvent flexible et dynamique, chaque configuration tridimensionnelle possible définissant une conformation. La forme d'une macromolécule peut se modifier en réponse à un changement dans les paramètres environnementaux tels que la température, le pH (acidité, basicité), le champ électrique, la salinité, la lumière (sur les chromophores), la phosphorylation ou la liaison d'un ligand.
Structure des protéinesLa structure des protéines est la composition en acides aminés et la conformation en trois dimensions des protéines. Elle décrit la position relative des différents atomes qui composent une protéine donnée. Les protéines sont des macromolécules de la cellule, dont elles constituent la « boîte à outils », lui permettant de digérer sa nourriture, produire son énergie, de fabriquer ses constituants, de se déplacer, etc. Elles se composent d'un enchaînement linéaire d'acides aminés liés par des liaisons peptidiques.
Protein complexA protein complex or multiprotein complex is a group of two or more associated polypeptide chains. Protein complexes are distinct from multidomain enzymes, in which multiple catalytic domains are found in a single polypeptide chain. Protein complexes are a form of quaternary structure. Proteins in a protein complex are linked by non-covalent protein–protein interactions. These complexes are a cornerstone of many (if not most) biological processes.
Protéine motriceUne protéine motrice, ou un moteur protéique, est une protéine capable de transformer de l'énergie chimique en travail par des modifications de sa conformation. Les moteurs protéiques font partie des moteurs moléculaires. Cependant, il existe dans la nature d'autres processus biologiques générateurs de travail. On peut les regrouper en quatre groupes : les myosines, associées aux filaments d'actine ; les kinésines, associées aux microtubules ; les dynéines, également associées aux microtubules ; les enzymes se déplaçant sur l'ADN ou l'ARN, dont la plus importante est l'ARN polymérase.
NanotechnologieLes nanosciences et nanotechnologies (d’après le grec , « nain »), ou NST, peuvent être définies au minimum comme l’ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures (physiques, chimiques ou biologiques), de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle du nanomètre (nm), qui est l'unité la plus proche de la distance entre deux atomes. Les NST présentent plusieurs acceptions liées à la nature transversale de cette jeune discipline.
