Boinc - Equipe de la Science

I- Qu’est ce qu’une nanoparticule ?

Comme leur nom l’indique les nanoparticules sont des objets dont la taille est inférieure à 100 nanomètres (10-9mètre). Dans ce registre de taille, il existe deux types de particules. Les premières sont les particules ultrafines, auxquels l’homme est depuis toujours exposé. Elles sont non désirées et proviennent de la fumée, de poussières ou d’aérosols marins. Cependant, leur quantité a augmenté depuis le 20ème siècle avec des nouvelles sources de production comme les fumées industrielles, de soudure ou de diesels. Les particules ultrafines sont un mélange complexe et hétérogène (taille, solubilité, interaction…). Celles-ci sont connues depuis longtemps pour être toxiques pour l’homme et son environnement. Les deuxièmes types sont les nanomateriaux développés par l’industrie depuis « quelques décennies ». Ces nanomateriaux, produis volontairement, présentent des caractéristiques différentes par rapport aux mêmes matériaux macroscopiques. Ceci est dû à leur homogénéité chimique. En effet, ils présentent des caractéristiques mécaniques, électriques, magnétiques et optiques particulières. Mais les effets toxiques de ces particules sont encore peu connus. Certain rapport classe aussi quelques virus et des bactéries rares dans les nanoparticules de part leur petite taille. Les nanoparticules suscitent depuis longtemps l’intérêt des scientifiques, elles ont values un prix Nobel de physique à R. Feynman en 1965 pour avoir imaginé l’utilisation de petites structures possédant des propriétés différentes que la même matière plus volumineuse.

II- Qu’est ce que les nanotechnologies ?

« La définition des nanotechnologies renvoie donc à des activités mener à l’échelle atomique et moléculaire, ainsi qu’aux principes scientifiques et aux propriétés nouvelles qui peuvent être appréhendées et maîtrisées au travers de ces activités. Ces propriétés peuvent être observées et exploitées à l’échelle microscopique ou macroscopique, par exemple pour mettre au point des matériaux et des dispositifs dotés de fonction et de performances nouvelles ». (Commission des Communautés européennes, 2004)

Les nanotechnologies regroupent toutes les sciences ayant pour sujet des particules dont la taille est de l’ordre de 1 à 100 nanomètres, que cette particule soit structurée à partir de l’association d’atome ou provenant de la transposition de matière macroscopique à l’échelle nanométrique.

Elles regroupent plusieurs domaines des sciences traditionnelles comme l’optique, la biologie, l’électronique, la mécanique et la chimie. Cette nouvelle science a pu voir le jour il y a quelques décennies grâce à l’avènement d’outils assez précis pour étudier ces objets, comme le microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique. C’est principalement grâce a ce dernier que les nanotechnologie sont nées en 1981. En effet, il permet non seulement de visualiser les atomes et les molécules une à une, mais aussi de les déplacer.

Dès lors, des résultats probants, nécessaires d’être publiés, comme les nanotubes de carbones mis au point en 1991, dont les caractéristiques (six fois plus légers que l’acier et 100 fois plus rigides) laisse présager un grand nombre d’application. Ce sont ces résultats qui ont amener les industriels à investir dans le domaine, augmentant encore le champ d’action des nanotechnologies dont le marché est estimé à 1000 milliards de $ pour 2015.

Depuis cette science a évolué et les perspectives sont réelles. En voici quelques exemples :

* Industries automobile et aéronautique : matériaux renforcés par des nanoparticules qui sont plus légers, pneus renforcés par des nanoparticules qui durent plus longtemps et qui sont recyclables, peinture extérieure sur laquelle la saleté n’a pas prise, plastiques ininflammables et peu coûteux, textiles et recouvrements qui se réparent d’eux-mêmes.

* Industries de l’électronique et des communications : enregistrement de données avec des média utilisant les nanocouches et les points quantiques, écrans plats, technologie sans fil, nouveaux appareils et processus dans tout le domaine des technologies de l’information et des communications, des vitesses de traitement et des capacités d’enregistrement des millions de fois plus rapides et, de plus, moins coûteuses que les méthodes actuelles.

* Industries chimiques et des matériaux : des catalyseurs qui augmentent l’efficacité énergétique des usines de transformation chimique et qui augmentent l’efficacité de la combustion des véhicules moteurs (ce qui va diminuer la pollution), des outils de coupe extrêmement durs et résistants, des fluides magnétiques intelligents pour les lubrifiants et les joints d’étanchéité.

* Industries pharmaceutiques, des biotechnologies et des soins de santé : de nouveaux médicaments basés sur des nanostructures, des systèmes de diffusion des médicaments qui ciblent des endroits précis dans le corps, des matériaux de remplacement biocompatibles avec les organes et les fluides humains, des kits d’autodiagnostic pouvant être utilisés à domicile, des senseurs pour des laboratoires tenant sur une puce, des matériaux pour la régénération des os et des tissus.

* Secteur manufacturier : ingénierie de précision pour la production de nouvelles générations de microscopes et d’instruments de mesure, de nouveaux processus et de nouveaux outils pour manipuler la matière au niveau atomique, des nanopoudres incorporées dans des matériaux en vrac avec des propriétés spéciales telles que des senseurs qui détectent les bris imminents et des contrôles en mesure de corriger le problème, auto assemblage de structures à partir de molécules, des matériaux inspirés par la biologie ainsi que des biostructures.

* Secteur de l’énergie : nouveaux types de batteries, photosynthèse artificielle permettant de produire de l’énergie de façon écologique, entreposage sécuritaire de l’hydrogène pour utilisation comme combustible propre, économies d’énergie résultant de l’utilisation de matériaux plus légers et de plus petits circuits.

* Exploration de l’espace : véhicules spatiaux plus légers, production et gestion plus efficace de l’énergie, systèmes robotiques très petits et efficaces.

* Environnement : membranes sélectives qui peuvent filtrer les contaminants ou encore le sel de l’eau, des pièges nanostructurés pour enlever les polluants des rejets industriels, caractérisation des effets des nanostructures sur l’environnement, des réductions importantes dans l’utilisation des matériaux et de l’énergie, réduction des sources de pollution, de nouvelles opportunités pour le recyclage.

* Défense : des détecteurs et des correcteurs d’agents chimiques et biologiques, des circuits électroniques beaucoup plus efficaces, des matériaux et des recouvrements nanostructurés beaucoup plus résistants, des textiles légers et qui se réparent d’eux-mêmes, remplacement du sang, des systèmes de surveillance miniaturisés. »

Pour plus d’info sur le rapport fait sur la toxicité des Nanoparticules, vous pouvez télécharger entièrement le rapport ici : ainsi que le document powerpoint qui l’accompagne.