A automontagem , às vezes mais próxima da auto-organização, refere - se aos processos pelos quais um sistema desorganizado de componentes elementares é montado e organizado de forma espontânea e autônoma, como resultado de interações locais específicas entre esses componentes. Falamos de automontagem molecular quando os componentes em questão são moléculas, mas a automontagem é observada em diferentes escalas, das moléculas à formação do sistema solar e das galáxias à nanoescala . Formações meteorológicas, sistemas planetários , histogênese e monocamadas de moléculas automontadas são todos exemplos do fenômeno da automontagem.
É, portanto, um processo reversível no qual partes pré-existentes ou componentes desordenados de um sistema pré-existente formam estruturas com um grau mais alto de organização. A automontagem pode ser classificada como estática ou dinâmica . Se o estado ordenado do sistema ocorre quando ele está em equilíbrio e não dissipa energia , a automontagem é considerada estática. Por outro lado, se o estado ordenado requer a dissipação de energia, então falamos de automontagem dinâmica.
A automontagem molecular é o fenômeno pelo qual as moléculas por si mesmas formam estruturas com um alto grau de organização sem intervenção externa: é como se certas moléculas tivessem entre si afinidades tão fortes que iriam se reunir sozinhas.
Existem dois tipos de automontagem, intramolecular e intermolecular - embora às vezes na literatura este termo se refira apenas à automontagem intermolecular. A automontagem intramolecular freqüentemente produz polímeros complexos que têm o potencial de adotar uma conformação estrutural estável e bem definida ( estruturas secundárias e terciárias ). O dobramento de proteínas é um bom exemplo desse fenômeno. Quanto à automontagem intermolecular, é a capacidade que certas moléculas têm de formar montagens supramoleculares ( estrutura quaternária ). Um exemplo simples desse fenômeno é a formação de uma micela por moléculas de surfactante em uma solução. Ou ainda, oligothiophenes dissolvidos em uma semi- polar solvente está desordenada, mas baixando a temperatura abaixo de uma certa temperatura de transição, que se auto-organizam em agregados por van der Waals, ligaes de tipo de quiral forma (hélice).
A automontagem pode ocorrer espontaneamente na natureza, por exemplo nas células (onde a membrana é feita de uma dupla camada lipídica automontada) e em outros sistemas biológicos, assim como nos sistemas criados pelo homem. Isso geralmente resulta em um aumento na organização interna do sistema. Sistemas biológicos automontados, incluindo peptídeos sintéticos automontados e outros biomateriais , apresentam maior facilidade de manuseio, biocompatibilidade e funcionalidade. Essas vantagens se devem diretamente à automontagem de precursores biocompatíveis que criam biomateriais sintetizados em nanoescala.
Da mesma forma, a automontagem é um método para fazer objetos em nanoescala . Ao sintetizar moléculas que podem se automontar em estruturas supramoleculares, é possível criar nanomateriais feitos sob medida com relativa facilidade de fabricação. A estrutura final (desejada) é "codificada" na forma e nas propriedades das moléculas usadas para formar, peça por peça, a referida estrutura. Essa abordagem é chamada de baixo para cima porque estamos construindo algo grande a partir de fragmentos menores. Essa técnica se opõe a uma estratégia de cima para baixo como a litografia , em que a estrutura final é esculpida a partir de um bloco maior de material.
A automontagem encontra sua aplicação especialmente com semicondutores orgânicos , onde um alto grau de organização oferece características desejáveis para tais materiais, por exemplo, melhor transporte de carga . Os microprocessadores do futuro também poderiam ser fabricados por automontagem molecular.
As propriedades físicas dos nanotubos de carbono são muito interessantes para a implementação de novos componentes eletrônicos (transistores, diodos, células de memória, portas lógicas , etc.)
Geralmente, os transistores baseados em nanotubos são feitos de nanotubos depositados aleatoriamente em uma superfície, identificados um a um por microscopia de força atômica (AFM), e então conectados. Um caminho novo e mais promissor é baseado na automontagem em nanoescala. Consiste em predefinir as zonas onde os nanotubos serão depositados, depois em conectar essas zonas: a identificação por microscopia não é mais necessária, os nanotubos são pré-organizados.