- 1. Que sont les nanotechnologies ?
- 2. Un secteur en plein développement
- 3. Aux origines des nanotechnologies
- 4. Les nanotechnologies obtenues par miniaturisation : les technologies de l'information et des communications
- 5. Les promesses de l'approche moléculaire
- 6. De nouvelles propriétés avec les nanotechnologies
- 7. Quelques défis des nanotechnologies
- 8. Nanotechnologies et éthique
- 9. Bibliographie
NANOTECHNOLOGIES
Aux origines des nanotechnologies
Les effets de la structuration de la matière à l'échelle du nanomètre existent depuis longtemps dans la nature et les travaux des hommes. On en a parfois une vue directe : c'est le cas des dessins colorés existant sur les ailes des papillons, qui résultent d'interférences au niveau de structures nanométriques, ou des irisations de l'opale dues à l'interférence d'empilements très ordonnés des nanosphères de silice qui la constituent. Avec des effets moins directement visibles, les matériaux du vivant sont tous des nanocomposites. Un des plus beaux exemples en est bien sûr le bois : selon leur structuration, les fibres de cellulose et la lignine peuvent avoir des propriétés variées, allant des feuilles souples aux bois les plus durs. La coquille de certaines noix correspond à la structure la plus résistante obtenue avec ces fibres, donnant un composite tridimensionnel parfaitement organisé.
Les hommes ont depuis longtemps utilisé des nanostructures. Les peintures sont des solutions colloïdales (souvent dans l'eau) contenant de très fines particules colorées en émulsion (le liquide émulsifiant pouvant être du blanc d'œuf, de l'huile ou une gomme). On connaît depuis l'Antiquité la coloration rouge du verre par absorption optique due à des nanoparticules de cuivre ou bien d'or, agglomérées dans une matrice de verre. Ce procédé de coloration, déjà pratiqué par les Romains, est toujours utilisé.
Citons, pour compléter ces exemples, quelques réalisations plus récentes et de grande importance industrielle. Les catalyseurs sont généralement plus actifs lorsqu'ils sont très finement divisés (du nanomètre à la dizaine de nanomètres), offrant ainsi plus de sites possibles pour les réactions chimiques. Ceux qui sont utilisés pour les pots catalytiques des automobiles contiennent des nanoparticules ou des nanocouches de platine, de rhodium et de palladium dans une alumine poreuse à l'échelle du nanomètre. Le noir de carbone, obtenu par combustion incomplète d'hydrocarbures, est constitué, quant à lui, de particules nanométriques de carbone. Il est d'utilisation courante en imprimerie (encres) et pour le renforcement des pneumatiques. Dans le pneu « vert » de Michelin, c'est l'incorporation d'une faible quantité de nanosphères de silice qui modifie les propriétés de déformation du pneu, le rendant moins dissipatif lors de déformations, ce qui diminue d'autant la consommation du véhicule.
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Écrit par
- Claude WEISBUCH : directeur de recherche émérite au C.N.R.S., École polytechnique, Palaiseau, professeur au Materials Department de l'université de Californie à Santa Barbara
Classification
Médias
Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique
Naval Research Laboratory
Nanotechnologies : tête de lecture d'un disque dur d'ordinateur
Encyclopædia Universalis France
Nanotechnologies : l'approche moléculaire
C. Dekker, Université de technologie, Delft
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