Les nanotechnologies

Nanotechnologie ou la révolution du XXIème siècle ?

Le préfixe « nano » est originaire de la langue grecque. Venant de nannos, qui veut dire nain,
il est destiné à devenir un des préfixes les plus utilisés du XXIéme siècle. Il est déjà en train
de supplanter des préfixes aussi prestigieux que neuro, cyber, micro ou astro. Chacun d’entre
eux a marqué une « mode » scientifique.

Concrètement, nano fait référence au milliardième de mètre. L’unité de mesure pour exprimer cette dimension infinitésimale s’appelle le nanomètre. Il est d'usage de l'écrire en abrégé « nm ».
L’homme mesure 1,7 milliard de nanomètres en moyenne.
Un objet de la taille d’un nanomètre est 500 000 fois plus fin que l'épaisseur du trait d'un stylo à bille,
30 000 fois plus fin que l’épaisseur d’un cheveu, 100 fois plus petit que la molécule d’ADN.
Il correspond à quatre atomes de silicium mis l'un à côté de l'autre.
La taille d’un atome est de l'ordre de 0,1 à 0,5 nm.
Le rapport entre le diamètre d’une nanomolécule et celui d’un ballon de football équivaut au rapport entre le diamètre de ce ballon de football et celui de la Terre.

En bref, les nanotechnologies concernent la conception, la manipulation et la production
contrôlée de substances, matériaux, dispositifs et systèmes nouveaux entre 0,2 et 100 nanomètres.
En effet, en dessous d’environ 100 nm, les matériaux peuvent acquérir des
propriétés nouvelles.
Le rapport de la surface sur le volume d’un objet augmente quand sa taille diminue.
Cet effet géométrique affecte de manière significative les propriétés physico-chimiques d’une substance.
(Quel amateur de chocolat chaud n'a pas remarqué que la poudre de cacao se dilue plus facilement qu’un morceau de chocolat ?)
De plus, en dessous d’environ 100 nm, le rôle de la surface d’un objet devient plus important que celui de sa masse. On quitte le domaine de la physique classique pour celui de la physique quantique en passant par la mésophysique où les règles, plutôt que les lois, restent encore à identifier.

Les « nanotechnologues » cherchent donc à créer de nouvelles propriétés intéressantes ou à exploiter celles qu’ils connaissent, tout en prenant garde à leurs effets indésirables.

Nano et santé :

Recherche et applications

Les applications des nanotechnologies au domaine de la santé sont nombreuses. En effet,
les dimensions des nanoparticules sont de l’ordre de celles des cellules, voire même
de celles de l’ADN .

Ainsi, commencent-elles à être déclinées dans divers outils diagnostics tels que capteurs de
substances chimiques, agents de contraste pour l’imagerie médicale ou puces à ADN .
L’avenir leur réserve également des applications thérapeutiques multiples et spectaculaires,
notamment dans tout ce qui concerne l’acheminement des médicaments aux cellules ou bien
encore la reconstruction de divers tissus du corps humain, tels que l’os, la peau, les vaisseaux
ou le cerveau.

« Les nanotechnologies vont entraîner un changement de civilisation »
n’hésite pas à affirmer, aux Etats-Unis, la National Science Foundation(NSF) .
Jusqu’à aujourd’hui, l’enjeu consistait à changer le monde par l’information.
Demain, il s’agira de changer le monde par la matière.
« L’ambition des nanotechnologies est de développer le même niveau de contrôle sur la matière que celui que nous avons sur l’information, en programmant la matière à une échelle minuscule », explique Scott Mize, président du Foresight Nanotech Institute.
« Notre but dans les trente ans à venir est d’avoir un contrôle tel sur la génétique du système vivant qu’au lieu de planter un arbre, d’attendre qu’il grandisse pour l’abattre et d’en faire une table, on sera capable de faire pousser la table », n’hésite pas à soutenir Rodney Brooks, directeur du Laboratoire d’intelligence artificielle du MIT de Boston.

Téléchargez: A la découverte du Nanomonde (Ministère délégué à l'enseignement supérieur
et à la recherche)
http://www.enseignement-sup-recherche.gouv.fr/brochure/nanomonde.pdf

Site du CNRS
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/

Nanotechnologies et vie quotidienne

Dotées de propriétés physiques particulières, les nanoparticules séduisent de nombreux industriels.
Des produits que nous utilisons au quotidien, comme certains cosmétiques, intègrent désormais ces nanoparticules à leur composition.

En 2006, plus de 200 produits contenant des nanoparticules sont disponibles dans le monde :
certains sont destinés à l’ingestion et d’autres à être appliqués sur la peau.
Outre vêtements et cosmétiques, on trouve des articles de sport (raquettes de tennis, clubs de
golf ou battes de base-ball), des produits électroniques et informatiques (aspirateur anti-allergène,
téléphone mobile antibactérien, des produits d’entretien et de jardin, des produits contraceptifs
des produits d’alimentation (dont de nombreux compléments alimentaires).
Pour autant, les risques éventuels tant pour l’environnement que la santé humaine sont loin
d’être bien connus.

Les nanotechnologies pourraient, à l’inverse, garantir à l’avenir la protection de notre environnement.
Elles permettent en effet, la mise au point de dispositifs pour doser, piéger, neutraliser ou filtrer les polluants, même aux doses les plus infimes qui soient. Souvent intégrée à une démarche de développement durable, leur fabrication s’applique à être la plus respectueuse possible pour l’environnement.

Bien-être

Nanocosmétiques

On trouve depuis peu sur le marché, des crèmes solaires aux nanoparticules de dioxyde de titane ou d’oxyde de zinc. Ces composés sont des filtres UV classiques qui, à l’état de nanoparticules, confèrent aux crèmes l’intérêt esthétique de ne plus laisser de traces blanches après application sur la peau.

Utilisé à l’état de simple poudre constituée de particules d’environ 300 nm, les particules de dioxyde de titane ou d’oxyde de zinc qui réfléchissent la lumière visible, laissent sur la peau des traces blanches.
En réduisant leur taille entre 30 et 50 nm, on supprime ce phénomène, tout en conservant la réflexion des UV car les propriétés optiques des particules sont alors modifiées.

Certains fabricants parviennent même à générer des crèmes résistantes à l’eau, en utilisant des nanoparticules qui, en séchant, s’agglomèrent en un réseau de nano-plots, semblable à une feuille de lotus, laissant glisser l’eau en surface.
Les produits de maquillage aux effets "nacrés" ou "lumière" reposent tout autant sur les propriétés optiques des nanoparticules. Des crèmes anti-rides vantent les mérites des fullerènes qui agiraient comme des éponges à radicaux libres. Des fonds de teint "spécial lissant" contiennent des combinaisons de nanoparticules de dioxyde de silicium et de dioxyde de zinc, qui retiennent les enzymes à l’origine de la sécheresse et de la rugosité de la peau. Même les pâtes dentifrices contiennent des nanoparticules de fluorure de calcium!

Nanotextiles

Les vêtements, chaussures ou accessoires intègrent aussi des nanotechnologies leur conférant diverses caractéristiques fonctionnelles comme l’imperméabilité, l’étanchéité ou des propriétés anti-taches.

Les fibres des nanotextiles peuvent également
diffuser des substances aromatiques.
Ainsi, des nanocontainers encapsulés dans les fibres absorbent les odeurs ou diffusent des produits antimicrobiens qui réduisent la prolifération des bactéries.

Des nanopoudres céramiques ou des nanocomposites fibres-polymères entrent dans la
composition des apprêts, rendant les textiles ignifuges, hydrofuges ou autonettoyants.

Il est aussi possible de créer des tissus décoratifs utilisant, comme pour les cosmétiques,
les propriétés optiques spécifiques des nanoparticules qui sont capables de changer
de couleurs.

Il est également possible d’intégrer des fibres optiques dont la lumière émise va fluctuer en fonction des variations physiologiques du corps humain (mouvements, battements cardiaques, variations de température), leur conférant les propriétés d’un dispositif médical de surveillance.

Des vêtements ou accessoires équipés de micro-capteurs à infrarouges ou de technologie à base de puces RFID (Radio Frequence IDentification) sont par ailleurs déjà disponibles pour de telles applications médicales : un bracelet intégrant la technologie RFID a été commercialisé début 2006 à destination des personnes âgées atteintes de la maladie d’Alzheimer.

En finir avec les maladie et le cancer ?

Une vidéo très instructive réalisée par la NASA nous
informe des prochains développements
nanotechnologiques destinés à éradiquer la maladie
et le cancer :

http://www.dailymotion.com/video/x1iba_la-nanotechnologie

La nanotechnologie vaut de l'or !

Les propriétés uniques de l'or dans les nanotechnologies

Un nouveau filon pour les scientifiques. Santé,
environnement, électronique miniaturisée…
Le matériau noble que l’on connaît possède, à l’échelle nanométrique, des propriétés uniques et inattendues qui
en font le candidat parfait pour de nombreuses applications,
ce qui n’a pas échappé aux chercheurs du monde entier.
Et si comme souvent des laboratoires américains sont très présents, la recherche française est en pointe sur de nombreux
sujets.
L’or est véritablement l’un des matériaux émergents en ce début de XXI° siècle. Les applications des nanoparticules d’or sont très nombreuses en électronique, pour la santé, la décoration et la lutte contre la pollution. Plus précisément, les avancées scientifiques concernent la catalyse (pour accélérer et provoquer des réactions chimiques que l’on utilise ensuite à l’échelle industrielle), la fabrication de peintures ou d’enduits et la création de
nouvelles couleurs entretenant des effets spéciaux ainsi que le secteur biomédical.

Lire la suite dans ce dossier très complet du CNRS

http://www2.cnrs.fr/sites/communique/fichier/dossier.pdf

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