Piloté par l'Université d'Amsterdam, ce programme européen est soutenu à hauteur de 2,96 millions d'euros par l'Union européenne. Il groupe quelque trente partenaires issus d'établissements scientifiques ou d'institutions de plus de quinze pays, dont  -pour ce qui concerne les français- le Museum national d'histoire naturelle .

Installer la "Nanotechnologie" dans notre vie quotidienne nécessite tout d'abord la mise au point des procédés permettant d'observer les atomes un par un, de les étudier, de les déplacer et finalement de les assembler à la manière de pièces de Lego. Dans ce cadre, et selon un communiqué de presse du Fonds national suisse de la recherche scientifique, des scientifiques de l'Institut de physique de l'université de Bâle ont enregistré une première : la mesure directedes forces de liaisons chimiques entre deux atomes.
Pour cela, ils ont utilisé une version spéciale d'un microscope à force atomique -le LTSFM, ou microscope à force atomique sous ultravide et basse température- développé dans le cadre du Programme national de recherche "Nanosciences" du Fonds national suisse de la recherche scientifique. Cet instrument présente la caractéristique de pouvoir examiner un échantillon à très basse température: les atomes sont alors presque immobiles et le microscope est très stable, autorisant ainsi à amener la fine pointe du microscope tout près d'un atome et de la positionner avec précision au-dessus de ce dernier. On peut ainsi non seulement mesurer les forces entre atomes, mais aussi déplacer des atomes un par un, ceci constituant un premier pas vers la fabrication de nano-objets.

Pour ne pas mourir idiot : le LFTSFM
Le microscope à force atomique sous ultravide et basse température fournit des images particulièrement nettes des atomes à la surface d'un matériau (à droite sur la photo) et permet même de déplacer des atomes un à un comme des pièces de Lego. © http://www.snf.ch		Grâce au LTSFM, ou microscope à force atomique sous ultravide et basse température, les chercheurs suisses n'ont pas seulement obtenu des images présentant une résolution inégalée: ils sont aussi parvenus - c'est une première mondiale - à mesurer les forces de liaisons chimiques entre des atomes individuels. Bien que la microscopie à force atomique utilise justement ces forces de liaisons pour explorer la topographie d'une surface à l'échelle du nanomètre, les versions antérieures de ce procédé n'étaient pas à même de les déterminer quantitativement. L'agitation thermique des atomes et la dérive du microscope étaient trop fortes pour que la fine pointe du microscope puisse être maintenue assez longtemps et assez près en position au-dessus d'un atome. Dans le LTSFM, en revanche, l'échantillon est examiné à une température de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu: les mouvements des atomes sont alors presque entièrement gelés et le microscope est très stable.

On peut donc positionner la fine pointe au-dessus d'un atome et l'en rapprocher progressivement: "Quand la pointe n'est plus qu'à quelques dixièmes de nanomètres de l'atome, une liaison chimique s'établit entre l'atome tout à l'avant de la pointe et l'atome choisi à la surface de l'échantillon", explique Hans Josef Hug, chef du projet. "Quand la distance diminue encore, cette force attractive augmente jusqu'à un maximum, puis diminue et finit par devenir répulsive. Pendant toute cette procédure de mesure, la distance entre la pointe et l'échantillon peut être réglée de façon très stable avec une précision de quelques millièmes de nanomètres."

Des atomes déplacés un par un

Le LTSFM est un puissant instrument pour étudier le comportement physique et chimique de nanostructures. Le groupe bâlois s'intéresse en particulier à leurs propriétés magnétiques et entend mesurer les forces magnétiques d'échange entre des atomes individuels au cours de prochaines expériences.
Le microscope permet aussi de manipuler des atomes un par un: "En ce moment, nous essayons de déplacer des atomes de métaux un par un sur une surface isolante", explique H. J. Hug

Le déplacement d'atomes individuels est un premier pas vers la fabrication de nano-objets. Ces expériences auront-elles des applications, et quand? Pour l'heure, la question reste ouverte, souligne H. J. Hug. Toutefois, un partenaire industriel allemand s'apprête à commercialiser la technologie du LTSFM. Plusieurs institutions de recherche ont d'ores et déjà exprimé leur intérêt pour un tel instrument.