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Comment expliquer ce Comment expliquer ce
qu’est la qu’est la
NANOTECHNOLOGINANOTECHNOLOGI
EE
Vous vous souvenez que
tout est constitué
d’atomes, non ?
Une pierre, un stylo, un jeu vidéo,
une télévision, un chien et
vous également;
tout est fait d’atomes.
Les atomes s’assemblent en molécules ou forment des matériaux. La nanotechnologienanotechnologie désigne la manipulation des atomes ou des molécules pour fabriquer des matériaux, des appareils et même des machines.
Depuis que l’homme a commencé à “fabriquer des choses”, il est toujours parti de “grosses choses” (bois, pierres, minerais) pour obtenir ou extraire ce qu’il voulait.
À présent, nous voulons partir
de “petites choses” (des atomes et des molécules) que l’on assemble pour obtenir ce que l’on souhaite. C’est un peu comme un jeu de construction.
Pour fabriquer un canoë, on prend un arbre …
Mais pour faire des cure-dents,
partiriez-vous d’un tronc d’arbre ou préféreriez-vous utiliser des particules plus petites?
En partant de "grosses choses"nous avons fabriqué des objets avec la précision “dont nous étions capables” mais en même temps, nous avons produit beaucoup de déchets ou de pollution, et consommé beaucoup d’énergie.
Lorsque nous sommes devenus plus
forts en technologie, notre
précision s’est affinée, la
production de déchets et la pollution
ont diminué, mais l’approche est
restée la même.
Partir de "petites choses"
c’est rechercher la précision absolue (à l’atome
près!), la maîtrise totale des procédés, l’absence de déchets et une utilisation plus raisonnable de l’énergie (avec moins de CO2, moins d’effet de serre... vous avez peut-être entendu parler de ça à la télé).
Quel est l’intérêt de partir “de petites choses”
la distance qui sépare le centre de deux ballons de football est plus grande que la distance qui sépare le centre de deux noisettes plus petit implique plus proche (et donc plus rapide à rejoindre)
le sucre ou le sel se dissolvent plus vite lorsqu’ils sont en poudre que lorsqu’ils sont en morceaux ou sous forme de cristaux plus petit peut signifier plus réactif
Essayez de faire
cet eXercice:
Combien un cube a-t- il de faces?
Si ce cube a une arête de 1cm, quelle est la surface totale du cube? Si vous coupez ce cube trois fois (une fois dans le plan horizontal, une fois dans le plan vertical, et une troisième fois toujours dans le plan vertical mais perpendiculairement au plan de coupe précédent), combien de cubes obtenez-vous?
Chaque nouveau cube aura une arête de 0,5 cm; quelle sera alors la surface totale de l’ensemble des nouveaux cubes? Vous voyez qu’à poids égal (ou plutôt à masse égale), plus petit implique une surface plus grande et, par exemple, dans le cas du sucre et de l’eau, plus réactif.
La recherche en nanotechnologie est une entreprise particulièrement exaltante.
Beaucoup de grands esprits de
ce monde se sont engagés sur
cette voie et, plus que jamais,
nous avons besoin d’étudiants
et de chercheurs brillants.
We can see and move atoms
We can see and move molecules
Savons-nous déjà faire ça ? Pas vraiment. C’est pour cela que
nous devons faire beaucoup de recherche.
Pour le moment, nous savons quand même faire quelques petites choses, surtout en électronique, en optique et en science des matériaux avec les nanoparticules, par exemple celles qui se trouvent dans les crèmes solaires (vous utilisez de l’indice 8 ou du 20)? Il s’agit en fait de la quantité de nanoparticules contenues dans la crème pour absorber le rayonnement ultra-violet
qui peut brûler votre peau).
Les applications envisageables pour l’avenir sont , par exemple:
> des mesures avec une précision d ’un atome;> des capteurs pour détecter les substances dangereuses;> des systèmes électroniques dont le moindre électron peut
être utilisé;> des membranes pour réaliser des séparations de très haute
précision;> des matériaux qui changent de propriétés en fonction des
besoins;> des nano-machines;> des nano-robots qui pénètrent à l’intérieur de votre corps
pour le nettoyer ou le “réparer”;
…mais nous n’en sommes qu’au début. Avant d’arriver à ces résultats, nous allons devoir faire travailler nos neurones et redoubler d’efforts
Quelques
exemples en ce qui concerne les matériaux:
des textiles qui changent de propriétés enfonction des besoin, par exemple, qui sontlégers en été et qui vous tiennent chaud en hiver;
des fourchettes, des cuillères, des plats, desrécipients, des vêtements, ... qui ne se salissent pas ou
quine se mouillent pas, comme une toile cirée lorsque vousrenversez de l’eau dessus; enfin, vous n’entendrez plus votre mère vous dire que vous avez sali votre T-shirt!
Des nanotubes en carton peuvent
se révéler plus résistants que l’acier
et plus légers que le plastique
...... des matériaux qui permettent de
réparer vos os et vos dents et qui sont indiscernables des vrais;
des matériaux très résistants et très légers pour fabriquer des voitures, des avions et des engins spatiaux capables d’effectuer des trajets beaucoup plus longs en consommant beaucoup moins d’énergie;
et bien d’autres choses encore à l’avenir (il suffit de se rappeler qu’il y a seulement 10 ans, les téléphones mobiles n’existaient pas !). Les matériaux à structure plus fine ou à grains plus petits peuvent être plus solides et plus légers.
De quoi avons nous
besoin pour progresser
plus rapidement ? de personnel qualifié,
d’étudiants brillants,
d’infrastructures (laboratoires, …),
d’instruments (microscopes, …),
d’une coordination des efforts et d’une “masse critique”, de moyens financiers,
et de gens qui comprennent ce que nous essayons de faire!
Pour en savoir plus, vous pouvez faire une recherche sur internet en
tapant le mot “nanotechnologie”.
Sinon, commencez par consulter ces deux sites web (en anglais):
@ http://cordis.europa.eu/nanotechnology pour savoir ce que nous faisons en Europe,
@ www.nano.gov pour les États-Unis(et n’oubliez pas la partie réservée aux
enfants “for kids ” !)
À propos …
Le préfixe “nano” vient du grec ancien qui signifiait “nain”.
En science et en technologie, ce préfixe désigne un milliardième (vous savez déjà, par exemple, que le préfixe “kilo” veut dire mille).
Un nanomètrenanomètre est donc un milliardième de mètre (ou un millionième de millimètre, etc.).
Cela peut s’écrire 10-9 mètre ou 1 nmnm en abrégé. Le rayon d’un atome d’ord’or est de 0,14 nm.
Un demi-nanomètre est la dimension linéaire d’une
petite molécule comme le méthaneméthane (CH4). Un cheveucheveu humain est environ 100 000 fois plus gros.
