I slutet av 1800-talet var Frankrike värd för världens första tävlingsmotorcykel, och nu kommer landet att sätta scenen för nästa revolution inom motorsporten: det första någonsin "nanocar" -loppet.
Fyra lag tävlar små fordon gjorda av en enda molekyl vid National Center for Scientific Research (CNRS) i Toulouse den 28 april. Tävlingen kommer att sändas live på YouTube för fans av både motorsport och avancerad vetenskap.
Bortsett från att sätta på ett skådespel, syftar tävlingen till att demonstrera de växande förmågorna hos så kallade molekylära maskiner. Tre europeiska akademiker vann Nobelpriset 2016 i kemi för att demonstrera förmågan att designa och bygga apparater på molekylnivå som fungerar som traditionella maskiner genom att konvertera ingångsenergi till mekaniskt arbete.
Flera av nanocars som deltar i tävlingen har en liknande layout som konventionella bilar, men andra efterliknar rörelsen av saker lika varierande som larver, svävar och vindkraftverk. Christian Joachim, seniorforskare vid CNRS och chef för NanoCar Race, berättade för Live Science att organisatörerna var angelägna om att behålla den innovativa andan i tidiga motorsportar.
"År 1894 organiserades det första biltävlingen någonsin mellan Paris och Rouen och om du tittar noga beslutade de vid den tiden att behålla alla typer av framdrivning," sade han. "I vår tävling har tre bilar från tre olika lag hjul, ett chassi, liknande saker. Tre är inget liknande. Vi accepterade en stor variation av molekylära mönster med syfte att försöka förstå vad som fungerar bäst."
Tävlingen möjliggörs genom ett enstaka skanningstunnelmikroskop (STM). En STM tillåter forskare att avbilda och manipulera enskilda atomer med hjälp av en ultrafin metallisk spets, men enheten som finns på CNRS har fyra tips, vilket gör att fyra olika användare kan arbeta på samma yta samtidigt.
Dessa tips kommer att användas för att leverera små elektriska pulser till fordonen - var och en består av bara några hundra atomer - för att driva dem runt en racerbana gjord av guldatomer. Den kemiska strukturen hos varje nanocar har speciellt utformats så att energin från dessa pulser driver den framåt, sade Joachim.
Idén till tävlingen kom 2013, men det har tagit mer än tre år för arrangörerna att designa loppbanan, anpassa STM för loppet och för lagen att designa sina nanocars.
Nio lag ansökte initialt för att delta, och sex valdes ut för att gå vidare till de sista etapperna av loppet. Endast fyra nanocars kommer att kunna delta på dagen, så de bäst förberedda lagen kommer att väljas kort före loppet, enligt tävlingsarrangörerna. Till skillnad från andra motorsporttävlingar finns det inga prispengar för lagen; forskarna kämpar bara för en trofé och skryter rättigheter.
Tekniken i hjärtat av loppet har potentiellt transformativa applikationer inom områden som sträcker sig från medicin till mikroelektronik. Framstegen inom elektronik har traditionellt förlitat sig på den ständigt ökande miniatyriseringen av komponenter som transistorer, sade Joachim, och att fortsätta denna trend kommer så småningom att kräva förmågan att konstruera enheter atom för atom.
Denna teknologiska verklighet kan vara långt borta och det är svårt att förutsäga den ultimata potentialen hos molekylmaskinerna, men loppet kommer att hjälpa till att svara på viktiga frågor om deras robusthet mot långvariga pulser från STM och förmågan att koordinera flera enheter på samma ytan, tilllade Joachim.
"En lektion vi kommer att lära oss är, kan vi verkligen sätta fyra olika molekyler på samma yta och driva dem på samma yta?" han sa. "Detta har aldrig gjorts förut så vi kommer att lära oss maskiner, mjukvara, teknik som gör att vi kan göra det."
