Un des défis majeurs des années à venir concerne l'exploitation des percées les plus récentes dans le domaine du stockage de l'information à très haute densité. La réalisation de nanomatériaux, tels que plots métalliques, clusters ou agrégats organisés sur une surface permet d'envisager des densités de stockage jusque là inégalées (> 1012 bits/cm2). A coté des procédés de synthèse classique, les réactions en micelles inverses s'avèrent également très performantes pour isoler des objets à moment magnétique élevé, intermédiaire entre celui de molécules (25 µB au maximum) et celui de particules métalliques (1000 µB au minimum).
La synthèse d'objets à base moléculaire doit permettre de franchir une nouvelle étape, même si les températures d'utilisation excluent à ce jour toute application.
Les outils et le savoir faire existent aujourd'hui pour construire des édifices moléculaires à spin élevé, de taille nanométrique, à propriétés magnétiques inédites (effet tunnel de l'aimantation dans des molécules à haut spin, par exemple, figure jointe).
Si divers exemples d'espèces moléculaires de grande taille ont été rapportés, avec des propriétés régies par les lois de physique classique et quantique, l'agencement spatial de ces entités, en d'autres termes le contrôle de la dimensionalité de l'assemblage reste encore souvent aléatoire. Ce dernier point est d'une importance capitale dans le domaine du magnétisme et à terme sa maîtrise sera indispensable au développement de dispositifs basés sur des aimants moléculaires.
De même, les températures critiques souvent trop basses sont incompatibles avec une utilisation comme composant, et un réel effort devra être mené pour envisager une application à température ambiante. Le rapprochement avec des chimistes spécialistes des petites particules inorganiques, voir métalliques, visera à faire évoluer favorablement les domaines d'utilisation.
Les axes suivants devraient être privilégiés par les acteurs du réseau :
synthèse de petits objets, par une démarche de type « bottom-up», possédant les propriétés structurales et électroniques requises pour observer le passage du régime quantique au régime classique, avec une attention particulière portée aux domaines nanométrique et mésoscopique,
- auto-assemblage d'espèces moléculaires en réseaux ordonnés 2D ou 3D. La flexibilité de la chimie moléculaire (molécules amphiphiles ou polyphiles, anisotropes,…) associée à des techniques de type Langmuir Blodgett peut être efficace dans cette perspective,
- adressage d'entités organisées sur une surface par microscopies en champ proche.
Ce domaine est par essence pluridisciplinaire, avec des compétences requises en chimie de synthèse, physique expérimentale (utilisation de techniques telles que micro-SQUID, micro-sonde de Hall, microscopies en champ proche, champs forts …etc) et théorique, qui expliquent la forte tradition de collaborations entre chimistes et physiciens au plan national.
