Les nano- sciences ou nano-technologies  recouvrent l’ensemble des sciences et techniques à l’échelle nanométrique, c'est-à-dire à l’échelle des atomes et des molécules.

Il s’agit de fabriquer des objets  molécule par molécule comme on le fait avec des briques de légo ou de modifier une chaîne par des opérations de type couper, coller. Les composés obtenus sont les nano-matériaux.

 

A cette échelle, les propriétés chimiques et physiques de la matière sont intimement liées au caractère quan tique et peuvent être très différentes de celles que nous pouvons observer à notre échelle.

Ces propriétés nouvelles trouvent de très nombreuses applications en chimie, biologie, électronique, énergétique et mécanique. Nous allons décrire quelques unes de ces applications.

 

Application à la nano-chimie :

Les nanomatériaux synthétisés se rencontrent :

  • dans la composition de nombreux cosmétiques,

  • dans la fabrication de textile techniques ( tissus ignifuges, imperméables, anti-tâche, autonettoyants, anti-transpirants, anti-microbiens, absorbeur d’odeur, de couleur changeante… ),

  • dans la composition des enduits et peintures,

  • dans la fabrication de verres ( anti-reflet, auto-nettoyant, filtrant ),

  • dans la lutte contre la pollution de l’eau ( filtre des système d’épuration, détection et destruction de pesticides et de microorganismes ).

Application en  médecine :

  • Une application très répandue repose autour d’une idée simple : un nanoréservoir ( les plus connus sont les nanotubes de carbone ) contient une substance qui est libérée progressivement. Le réservoir se fixe sur l’organe à traiter et le médicament encapsulé se libère.

  • Agents contrastants utilisés en imagerie médicale.

Rappelons que les manipulations génétiques suivent ce même principe de couper et coller pour fabriquer les molécules souhaitées.

 

Application  à la nano-énergétique :

Dans le domaine énergétique, on trouve des utilisations très variées des nanomatériaux. Citons quelques exemples :

  • les cellules photovoltaïques à nano-semi conducteurs sont plus performantes et peuvent être déposées sur des support très variés,

  • Les matériaux nano-poreux permettent le stockage d’hydrogène à l’état solide dans des réservoirs,

  • Des supercondensateurs à nanotubes permettront de créer des batteries à chargement très rapide et à durée de vie quasi illimitée.

Application à la nano-électronique :

Les circuits intégrés utilisent les nano-technologies. La finesse de gravure est passée de quelques microns dans les années 90 à quelques dizaines de nanomètres à l’heure actuelle.

La réduction de la taille de ces composants passe par l’étude de composants atomiques dont on ne connaît pas encore les propriétés et leur fabrication nécessitera des installations industrielles que l’on ne sait pas encore réaliser.

 

Application à la nano-mécanique :

Terminons ce bref tour d’horizon en citant la fabrication de nano-machines. Il s’agit ici de fabriquer des nano-moteurs, engrenages… qui formeront les machines, elles mêmes utilisées pour assembler nos fameuses pièces de légo…

 

Mais ces nouvelles technologies ne sont pas sans soulever de nombreuses questions concernant leur dangerosité.

  • Les nano-particules utilisées en médecine et en cosmétique sont capables de passer la barrière cutanée. On peut craindre certains effets comparables à ceux produits par des substances telles l’amiante…

  • Sans entrer dans un roman de science fiction, une question se pose : les nano-machines ont-elles la possibilité de se reproduire ?

  • Le développement des ogm et des puces biométriques pose de nombreuses questions d’ordre éthique.

  • Enfin, on peut craindre le détournement de ces technologies pour une utilisation militaire ou terroriste.

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Bernard Mercier (physicien)

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nanotechnologie

 

 

lettres IBM écrites avec 35 atomes de xénon (Eigler et son équipe, novembre 1989)