Суть процессов самоорганизации заключается в том, что атомы, молекулы, а также отдельные наночастицы способны под действием сил взаимного притяжения самопроизвольно объединяться в упорядоченные структуры, последовательно соединяясь между собой. Движущей силой самоорганизующихся процессов является стремление атомной или молекулярной системы принять конфигурацию, соответствующую минимуму ее потенциальной энергии. Самоорганизация является одной из наиболее общих закономерностей в природе. Она осуществляется различными путями, но всегда с одной общей целью – обеспечить наибольшую устойчивость системы.
Наиболее полно процессы самоорганизации реализуются в биологических системах. Именно таким способом происходит образование сложных биомолекулярных структур. Примером тому могут служить белки, представляющие собой большие молекулы с молекулярными весами, составляющими десятки тысяч. Белки образуются путем последовательного соединения сотен молекул аминокислот при участии молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК). При этом каждая молекула аминокислоты подводится к месту своего присоединения молекулой транспортной РНК в порядке, предписанном молекулой информационной РНК. Последовательно связываясь друг с другом, аминокислоты собираются в полипептидную цепь, которая непрерывно увеличиваясь в длине, в конце концов, трансформируется в молекулу белка.
Самосборка, естественным образом протекающая во всех живых организмах, имеет свой аналог в нанотехнологиях, где создаются определенные условия, при которых элементарные строительные блоки (атомы, молекулы или их ансамбли) самопроизвольным образом формируют сложные упорядоченные структуры.
Саморегулирование и самоорганизация являются одними из наиболее общих закономерностей в природе. Они осуществляются различными путями, но всегда с одной общей целью – обеспечить наибольшую устойчивость системы. В нанотехнологии самоупорядочение и самосборка получили практическое применение.
