Mise en page 1 - isesco.org.ma · et comment elle affectera le monde Alan Smith et Alexandre Pokrovsky Traduit par : Hassan El Bari premières p 20/05/11 11:17 Page 1. Photocomposition,

NANOTECHNOLOGIE

Publications de l’Organiation islamique pour l’Education, les Sciences et la Culture-ISESCO-

Rabat -Maroc- 1432H/2011

et comment elle affectera le monde

Alan Smith et Alexandre Pokrovsky

Traduit par : Hassan El Bari

premières p 20/05/11 11:17 Page 1

Photocompos i t ion ,montage et impress ion :

ISESCO Rabat-Royaume du Maro c

Dépôt légal : 2011 MO 1646ISBN : 978-9981-26-522-6




SOMMAIRE

n PREFACE

n AUTEURS

n INTRODUCTION

n TRANSPORT

n SPORTS ET LOISIRS

n MAISON

n SANTE

n ENERGIE

n ENVIRONNEMENT

n RISQUES ET AVANTAGES

n LE FUTURE

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Nanotechnologie 10/05/11 11:09 Page 5


Préface

Les nanotechnologies sont considérées comme l'une desréalisations scientifiques les plus importantes de la civilisationhumaine contemporaine en ce qu'elles occupent une place dechoix dans les programmes de recherche des plus prestigieusesuniversités et instituts du monde, notamment dans les paysdéveloppés. C'est là que réside l'importance de cet ouvragedidactique qui s'adresse aux étudiants du secondaire et auxlecteurs non spécialisés. La nanotechnologie y est considéréecomme une source de données scientifiques qui peuvent êtreexploitées dans une variété de contextes de la vie de tous les jours.

Grâce à leur expérience et à leurs divers travaux de recherchesur le sujet, les auteurs ont réussi à présenter les nanotechnologiessous un aspect simple. Ils ont ainsi traité des divers domaines deces nouvelles technologies et ont livré des analyses originales surleurs champs d'application. Toutes ces informations aideront, sansaucun doute, à sensibiliser les jeunes à l'importance de lananotechnologie et montrer sa capacité à résoudre certainsproblèmes auxquels l'humanité se trouve confrontée aujourd'hui.

Le présent ouvrage présente les résultats de la recherchescientifique dans les domaines liés à l'application de lananotechnologie, y compris l'industrie de l'électroménager, laproduction et le stockage d'énergie, l'informatique, les transports,la communication, la médecine et la santé. Le présent ouvragedonne également des indications sur les développements futurs dela nanotechnologie et son impact sur la vie des gens. Les auteurstraitent aussi de la possibilité d'exploiter cette disciplinescientifique dans la gestion des ressources et la réalisation dudéveloppement durable. Ils ont également traité des expériencespassées pour servir de base à un avenir meilleur pour l'humanité.

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Les avantages de la nanotechnologie sont, certes, innombrables,mais les opposants à cette discipline craignent qu'elle ne setransforme en une arme destructrice et qu'elle n'ait, selon eux, uncontrôle pernicieux sur la destinée du monde. Aussi, la recherche a-t-elle mis l'accent sur les conséquences et les risques probables decette branche de la technologie, comme la pollution immatérielle,l'absorption des nanomatières par le corps humain et par lescellules végétales et animales. Par ailleurs, il existe des motifsd'inquiétude qui pourraient provenir du trafic des matérielsnanotechnologiques. Ces matériels qui ne dépassent pas souventles cent kilogrammes, peuvent tomber entre les mains de groupescriminels extrémistes et être, ainsi, utilisés dans la productiond'armes mortelles à des coûts dérisoires.

Consciente de l'importance de la nanotechnologie et de son rôledans la maîtrise des atomes et des molécules pour l'intérêt del'espèce humaine dans des domaines aussi importants que lapurification et le dessalement de l'eau, l'énergie alternative,l'agriculture et la production alimentaire, à travers l'augmentationde la fertilité des sols, la productivité et les soins sanitaires, lediagnostic et le traitement des maladies, notamment les maladieschroniques, l'Organisation islamique pour l'Education, les Scienceset la Culture (ISESCO) publie cet ouvrage didactique à l'attentiondes étudiants du niveau secondaire et des lecteurs non spécialisés.

Notre souhait est qu'il soit profitable aux jeunes générationsd'aujourd'hui.

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Dr Abdulaziz Othman Altwaijri

Directeur général de l'Organisation islamiquepour l'Education, les Sciences et la Culture

(ISESCO)


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Auteurs

Dr ALAN SMITH est docteur en chimie, et a été membreactif de l'UICPA (Union internationale de chimie pure etappliquée) et a siègé á son Bureau. Il a écrit de nombreux articlessur les nanotechnologies afin de vulgariser le sujet et permettreau public d'avoir une meilleure appréciation des avantages desnouvelles technologies apportées au monde. Il a donnéégalement des conférences à travers le monde sur lesnanotechnologies à des écoliers, au grand public, auxscientifiques, et même à certains chefs d'État. Il aide égalementles gouvernements et les entreprises à préparer des stratégiestechnologiques afin qu'ils puissent être mieux préparés ál'impact des technologies émergentes.

Dr ALEXANDRE POKROVSKY a obtenu un doctorat del'Université de Moscou, Fédération de Russie, et un doctorat èssciences de l'Université technique de chimie de Moscou. Il étaitparmi les dirigeants de l'Université de Moscou de 1966 à 1983,comme étudiant de troisième cycle, chercheur scientifique,professeur adjoint, et en tant que professeur titulaire (directeur dulaboratoire inter-facultés). De 1984-2004 il a été membre del'UNESCO. En 2004, il a été nommé membre titulaire du Comitéde l'industrie chimique (COCI) de UICPA, et est actuellement ledirecteur du programme de micro-échelle de l'Organisationinternationale des sciences chimiques pour le développement(IOCD). Il est vice-président de l'Institut Trace Element pourl'UNESCO et, en outre, est membre de plusieurs académiesinternationales, et l'auteur de plus de 120 articles scientifiques etlivres sur les sciences chimiques et les sciences en général.


Traducteur

Professeur Hassan El Bari -Faculté des Sciences, UniversitéIbn Tofaïl- Maroc, il est docteur en Sciences et Génie desMatériaux de l'Institut National Polytechnique de Lorraine -France depuis 1987. Le sujet de sa thèse était sur les propriétésmécaniques des polymères. Au cours de son Doctorat d'Etat,soutenue en 1998 á l'université Mohamed V de Rabat, Il atravaillé sur la modélisation numérique par éléments finis desessais de fatigue des matériaux aciers. Il était membre du bureaude la Société Marocaine des Sciences Mécaniques de 1993-1998.

Il est le président de l'Association Marocaine des DéchetsSolides (AMADES-Maroc) depuis 2005. Il est égalementmembre de l'Association internationale des déchets solides(ISWA). En sa qualité de président, il est responsable du projetde recherche PCI-2008 intitulé : La digestion anaérobie et lavalorisation des déchets organiques au Maroc menée encollaboration avec l'Université de Cordoue (Andalousie,Espagne)l'Agence Espagnole de Coopération Internationale.

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Introduction Les avancées technologiques semblent venir le long des

vagues. Nous avons pu constater comment l'électronique estprésente dans la plus part des appareils que nous connaissonsaujourd'hui et comment la biotechnologie a contribué considéra-blement á améliorer notre santé. La nanotechnologie est unenouvelle discipline qui aura dans les vingt prochaines annéesd'énormes impacts sur notre vie.

Le nom nanotechnologie vient du mot grecNanos, qui veut dire nain ou minuscule.Cependant, ceci ne donne pas une idée précise surla dimension réelle du nanomètre.

Un nanomètre correspond à un milliardième du mètre ou unmillionième de millimètre. Il est très difficile d'imaginer une telledimension aussi petite que celle-là !1 nanomètre (nm) x 1,000 = 1 micromètre (µm)

1 micromètre (µm) x 1,000 = 1 millimètre (mm)

1 millimètre (mm) x 1,000 = 1 mètre (m)

Pour avoir une idée sur la taille d'un nanomètre, un cheveuhumain a une épaisseur de 100 000 nanomètre (nm). Si unemouette atterri sur la piste d'un porte-avions, ce dernierdescendrait plus bas dans l'eau d'environ un nanomètre.

Une nanoparticule typique a un diamètre de l'ordre de 30 nm.Si on multiplie ce diamètre par cent millions on obtient la tailled'un ballon de football et ce ballon aurait la taille de la lune si onmultiplie son diamètre par cent million.

Le schéma suivant montre la taille de certains objets. Quandles scientifiques évoquent la nanotechnologie, ils font souventillusion à des dimensions allant de 1 nm au 100 nm.


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Un microscope optique normal que vous trouvez dans lesécoles vous permet de voir les poils fins sur la jambe d'unemouche assez facilement, mais il ne vous permet pas uneobservation à l'échelle nanométrique.

Cela nécessite un microscope plus sophistiqué. Le microscopeà effet tunnel (MET) est un type de microscope électronique quimontre des images d'un échantillon en trois dimensions. Avec un


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MET la structure d'une surface est étudiée en utilisant un styletqui balaye la surface située à une distance fixe de lui.

Pour ramener l'échelle par rapport à des objets usuels,imaginez un volume d'un centimètre cube, par exemple un cubede sucre, environ un sur dix millions d'atomes sont effectivementà la surface du cube (1 cm = 108 nm). S'il s'agissait d'un cube desucre de 1 nanomètre, alors 80% des atomes sont en surface.C'est justement à cause de tous ces atomes, disponibles pourinteragir, qu'on s'est intéressé récemment à la nanotechnologie.

Il faudrait 34 millions d'années pourdissoudre un grain de sable se trouvantau repos dans un verre d'eau. Cependant,s'il s'agissait d'un cube nanomètre desable, il se dissoudrait en une seconde!

Ces changements spectaculaires quise produisent à l'échelle nanométriquesont quelques-uns des exemples quimontrent comment les propriétés peuventêtre modifiées considérablement. En fait, les changements peuventse produire avec la résistance des matériaux, le poids des matièresplastiques, la couleur des choses, les propriétés électroniques desmatériaux, la résistance thermique desmatériaux, et une foule d'autrespropriétés.

Un exemple intéressant, denanotechnologie dans l'action, est legecko. Il peut courir à l'envers sur leplafond à cause de la nanotechnologie.Il a des poils nano-taille sur ses orteilsqui sont individuellement attirés au


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plafond par une très petite force, mais quand il a des millions deces nano-poils sur chaque orteil alors il peut très bien tenir lecoup. En fait, si vous liez un poids au gecko équivalent á sonpropre poids corporel, alors il pourrait toujours courir, aussi vite,le long du plafond.

Il y a plusieurs exemples de nanotechnologie dans la nature,où les créatures et les plantes se sont développées au cours desmillions d'années en utilisant de manière efficace des propriétésà l'échelle de la nano. Les scientifiques essayent maintenant decopier les applications qui se sont développées dans la natureconnues sous le nom de 'bionique'.

Ces applications ainsi que d'autres sont maintenant utiliséesdans des choses quotidiennes que nous rencontrons par hasardtout le temps. Certaines d'entre elles sont décrites dans les pagessuivantes.


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Transport

Dans les moteurs de voitures, la tendance est de remplacerautant que possible le métal par des plastiques de poids pluslégers. Il a été prouvé qu'en utilisant des nano-composites,résistants et plus légers comme des matériaux polymères, ontrouve un bon alternatif pour beaucoup de composantsmétalliques dans des automobiles.

Ces matériaux ditsn a n o - c o m p o s i t e sfournissent plus delongueur par unité devolume à cause de l'éco-nomie de poids. Ce sontdes plastiques normaux,mais environ 20 % de matériaux d'argile y sont incorporés. Cesargiles sont composées de couches de plaquettes minuscules etsi le matériau polymère force ces couches, à l'échellenanométrique, alors le matériau résultant est plus fort etbeaucoup plus léger que le métal.

Beaucoup de modèles de voiture utilisent maintenant cettetechnologie; par exemple, Thunderbird de Ford a des butoirs enplastique, le capuchon et le chapeau et la plupart des voituresbritanniques ont aujourd'hui une proportion beaucoup plus fortede plastiques qui ont remplacé des métaux. Un avantagesupplémentaire de composants en plastique c'est qu'ils sontmoins chers à produire que des métaux et peuvent être obtenusà différentes couleurs, en lissant leurs surfaces avant qu'ils nesoient peints à plusieurs couches.


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Une autre utilisation de nanotechnologie pour des voituresest l'incorporation de certains nanoparticules (souvent basées surle sable c'est-à-dire la silice) dans des plastiques pour descouvertures de moteur. Toutes les couvertures de moteur étaientautrefois en métal et pour réduire de nouveau le poids, desmatériaux polymères mélangés avec les nanoparticules de silicessont maintenant utilisés. Ces particules reflètent la chaleur dumoteur loin de la couverture enplastique de celui ci. Unplastique conventionnel fondraitet le polymère écraserait lemoteur, mais ce nouveau nanocomposite peut supporter destempératures beaucoup plusélevées. Le Mitsubishi Shogunétait un premier utilisateur decette technologie, mais maintenant, si vous regardez sous lecapot de la plupart des nouvelles voitures, vous constaterez quela couverture du moteur est enplastique.

Dans le secteur automobile, unenouvelle application de lananotechnologie est apparue, ils'agit de la surface anti-rayure. Lesmodèles de Mercedes Benzpossèdent sept couches de peinture sur eux pour assurer la bonnemine de la surface. La couche finale est un film de laque qui esttransparent et contient de la silice, ou de l'alumine,nanoparticules qui fournissent une surface anti-rayure qui resteplus brillante beaucoup plus longtemps qu'un laque normale.


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Ces surfaces anti-rayure ont été d'abord utilisées sur desboules de bowling pour s'assurer que les boules gardent unemeilleure apparence et ne soient pas d'avantage rayées. Desboules de bowling traditionnelles prennent beaucoup de coups etleur apparence est très endommagées après seulement une soiréede bowling ; alors que ces nouvelles boules restent brillantespendant des mois.

Bien sûr, ce n'est pas juste lesecteur automobile qui profiterade la réduction de poids.L'industrie aéronautique a desprojets majeurs essayant deréduire le poids des composants.Le Nouveau Boeing Dreamlineraura des ailes en plastique et une grande économie de poids seraréalisée par rapport aux modèles précédents, puisque plus de 50 %de l'avion sera réalisé avec le matériau composite (pas encore toutà fait á l'échelle nanométrique).

Cependant pour les futurs générations d'avions, on s'attend à ceque la nanotechnologie atteigne prés de 80 %de leurs composés, basés sur les nanotubescarbone, qui sont les tubes creux de carbonequi mesurent environ un nanomètre dediamètre et plusieurs centaines de nanomètresde long. On estime que ce nanotube carbonereprésente un cinquième du poids de sonéquivalent d'acier tout en étant beaucoup plusfort et plus résistant.

Ce nanotube carbone a aussi la capacité de conduire lachaleur et l'électricité. En conséquence, dans les voitures les plus


récentes aux États-Unis on a supprimé les lignes métalliques decarburant qui doivent être enterrées et on utilise maintenant deslignes de carburant en plastique. Depuis, n'importe quellecharge potentielle qui pourrait enflammer le carburant est isoléepar le nanotube carbone dans le tube en plastique.

Bien qu'il ne soit pas appliqué dans le secteur du transport, cetype de technologie est développé pour l'utilisation dans desprises électriques à trois épingles. Le remplacement de la prisede mise à la terre de cuivre par un nanotube carbone contenantdu plastique, comme indiqué dans le prototype, réduit le poids decette partie de la prise de 80 % et donne une réduction des coûtsde 40 % sur la prise.

Les normes électriques qu'une prise de cuivre doit respectersont facilement réalisées avec le nouveaumatériau nano composite.

Il est Clair que nous verrons beaucoupd'effort liés à l'économie d'énergie parl'utilisation accrue de nanotechnologie.

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Sport et Loisirs

Une autre application pour des plaquettes d'argile comme unebarrière dans des balles de tennis. Lesballes de tennis de wilson Sport ontune couche de caoutchouc butyl danslequel on a incorporé le matériau argilepour donner une couche nanocomposite. Quand Roger Federerfrappe la balle à la vitesse 225 km par

heure, celle-ci estécrasée et avecune balle norm-ale l'air seraitexpulsé de force.Cependant avecces nouvellesballes l'air devraitprendre un par-cours très tortu-

eux autour de toutes les feuilles d'argile minuscules pours'échapper.

Avec ces nouvelles balles nano composite, on entendra demoins en moins l'appel "changement de balles s'il vous plaît".Comme l'air est expulsé par force de la balle de tennis, leprofessionnel ne peut pas obtenir la même puissance en tournantautour de la balle. Il est de même pour des balles de football;David Beckham ne pourrait pas diriger la balle aussi bien si lapression á l'intérieur de celle-ci était trop basse, ainsi un effort


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notable a été fait pour maintenir la pression constante en utilisantune couche nano composite, mais les fédérations de Football n'ontpas encore approuvé l'utilisation de cette nouvelle technologie.

Cependant, l'utilisation des nanotubes carbones dans les articlesde sport et de loisirsreste le domained'application de lananotechnologie leplus répandu. Incor-poré dans des plas-tiques ces nano-matériaux fournissentune force incroyableavec un poids beau-coup plus léger que desm a t é r i a u xconventionnels.

C'était de nouveau Wilson Sport qui a commencé à utiliserles nanotubes carbones dans leurs raquettes de tennis. RogerFederer, qui est sponsorisé par le Sport Wilson, était le premierjoueur professionnel utilisant la nouvelle raquette dite N-code.Si vous prenez une de ces raquettes, vous serez très étonné parceque son poids est très léger.

D'avantages de développement de cette technologie, où lesnanotubes carbones sont désormais enfermés chimiquementdans les polymères formant le plastique, sont maintenantcommercialisés sous le nom de raquettes K-facteur. Notons quela raquette de Rafael Nadal Babolat est aussi basée sur lananotechnologie.


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La plupart des raquettes lesplus chères utilisées dans lesquash et le badminton sontmaintenant faites avec cesnouveaux matériaux nanocomposites, à cause du poidsplus léger, de leur extra-ordinaire résistance et aussipour leur flexibilité.

Les clubs de golf ont aussi commencé à utiliser ces matériauxnano composites, de nouveau à cause de la puissancesupplémentaire réalisée grâce à eux. Padraig Harrington a gagnéle British Open en 2008 grâce à l'utilisation des bois WilsonNanoTECH. Wilson Sport vendent aussi les balles de golf quisont des matériaux nano composites, pouvant donner deslongueurs supplémentaires aux tirs.

Les bâtons de base-balld'Easton faites en nanotubesde carbone, sont utilisés pardes joueurs professionnelsaux États-Unis à cause de lapuissance supplémentairequ'ils peuvent en tirer.Cependant, ils ont étéinterdits pour des jeunesjoueurs, parce que lepetit lanceur, ayant jetéla balle, ne pouvait passortir de la voie assezvite . Quelques enfants ont été blessés, ainsi maintenant, seuls les


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adultes peuvent les utiliser. Même les balles de base-ball possèdentmaintenant une structure de nanotechnologie. La couched'imperméabilisation appliquée sur les balles de base-ball permetau lanceur de toujours tourner la balle même quand il pleut.

Les meilleures qualités des bâtons de hockey, tant des lamesque des manches, sont aussi maintenant faites avec ces matériauxnano composites, comme le cas des surfs des neiges, des skis, descannes de pêche à la mouche et des perches de pêche.

La perche de pêche de Quatre mètres, faite de bois oud'aluminium, est toujours tout à fait lourde, mais avec leplastique basé sur le nanotube carbone, son poids peut être réduitá moins d'un kilo.

Le Cycliste Floyd Landis a fini premier dans le Tour deFrance en 2006 sur un vélo qui avait un cadre en plastique basésur le nanotube carbone, plutôt qu'un cadre en aluminium.


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Maison

Il y a déjà beaucoup d'applications de nanotechnologie dansvos maisons, parlonsde vos vêtementsd'abord. Il est possibled'acheter desvêtements résistantsqui repoussent lescolorants et les tachescomme des chemiseset des pantalons. Déjàdes vêtements sontsortis aux États-Unis, commercialisés par Eddie Bauer, sous lenom de Nano-Tex. Si vous renversez le vin rouge sur ces tissus,au lieu de laisser, une tache rouge laide, qui est très difficile àlaver, il suffit de l'essuyer pour les rendre presque neufs.

La façon dont lananotechnologie agitdans ce cas est connucomme "l'effet desfeuilles de lotus"parce que, sur unefeuille de lotus, il estdifficile d'avoir deschoses accrochéesdessus, particulière-ment s'ils sont à base d'eau. Les tissus ont un film mince sur lasurface, qui copie le modèle cahoteux trouvé sur une feuille de


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lotus. Quand une gouttelette atterrit sur le tissu, un coussin d'airest créé sous celle-là et cela agit un peu comme un aéroglisseuret repousse la gouttelette. Comme il sort du tissu il rassembleaussi en surface la saleté et laisse un textile propre.

On connaît ces surfaces comme des surfaces super-hydrophobes, ce qui signifie qu'ilsrepoussent l'eau beaucoup plusqu'une surface normale. De tellessurfaces ne sont pas nouvelles enréalité. Il y a un scarabée (le scarabéestenocara) dans le désert de Namid enAfrique du Sud qui sort seulement lanuit pour chercher sa nourriture,parce qu'il fait trop chaud pendant lajournée. Son dos a une surface super-hydrophobe à part quelque petitesbosses le long de son dos. Dans cettezone géographique, il y a une faiblehumidité précieuse dans l'atmosphère dont une partie secondense sur les bosses du scarabée. Quand une goutteletted'eau se forme, elle roule sur la surface super-hydrophobe et estcanalisée directement dans la bouche de la créature!

Les Nano particules d'argentont aussi trouvé application dansun certain nombre de produitstrouvés dans les foyers où ilsagissent comme des agentsantimicrobiens. On sait depuisdes siècles que l'argent a de tellespropriétés. Les Assyriens en2500 av. J.-C ont stocké leur eau


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dans des conteneurs d'argent parce qu'ils savaient qu'il resteraitplus frais pour longtemps. Même aujourd'hui, les Bédouinsmettent une pièce de monnaie d'argent dans leurs transporteursen cuir d'eau pour garder l'eau plus fraîche. Il semble que desions d'argent se heurtent au métabolisme des microbes etvraisemblablement avec des nanoparticules d'argent, les ionssont plus accessibles qu'avec de plus grandes particules.

Samsung et Daewoo ont ajouté des nanoparticules d'argentdans les surfaces de réfrigérateurs pour empêcher la croissancede moisissures dans le réfrigérateur. Les nanoparticules d'argentsont utilisées aussi dans des pansements pour garder la plaiepropre pendant des périodes plus longues.

Des conteneurs alimentaires en plastique utilisent aussi cettenanotechnologie auniveau des polymèresutilisés pour fabriquerces conteneurs. Lesaliments restent plusfrais pour un tempsbeaucoup plus long quedans le cas où onn'utilise pas les nano-particules d'argent.

En retournant aux vêtements, Rohan vend des chaussettesimprégnées de nanoparticules d'argent qui diminuent desproblèmes de pieds malodorants. Ils ont aussi mis desnanoparticules d'argent dans le caleçon pour que si vous soyezdehors en voyage et que vous ne pouvez pas changerrégulièrement de vêtements, vous vous sentirez plus frais dans vossous-vêtements ! Le personnel de l'armée utilise le caleçon à base


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de nanotechnologie durant lesmanœuvres á l'extérieur. Marks etSpencer ont testé les pyjamas nano -argent qui sont cliniquement capablesde réduire le risque d'infectionMRSA- connue sous le nom de LeStaphylococcus aureus résistant à laméticilline (SARM).

Rohan vend aussi les vestesd'hiver qui sont rembourrées avecdes plumes d'oie, habituellement trèsdifficiles à laver. Rohan a utilisé la nanotechnologie de la coucherésistante antitache sur l'extérieur de la veste et a mis le matériaunano-argent á l'intérieur pour arrêter les odeurs de sueur sousl'aisselle. En conséquence la veste ne doit pas être lavée.

Quand Napoléon a perdu sacampagne en Russie en 1812, ondit que la raison de sa défaite étaitque ses troupes mangeaient avecdes cuillères en bois et avaient euune intoxication alimentaire, latyphoïde et le choléra, tandis qu'ilest resté sain parce qu'il mangeaitavec des couverts d'argent.Vraisemblablement, les soldats degrades inférieurs étaient trop malades pour être au devant dufront de combat.

D'autres vêtements extérieurs utilisent des tissus Gortex quisont aussi basés sur la nanotechnologie, fournissant la résistanceau vent, mais le matériau aéré est aussi imperméable.


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La nanotechnologie peut aussi fournird'autres protections qui trouvent desapplications dans la maison et ailleurs. Denouvelles peintures ont été développées quidurent beaucoup plus long que despeintures conventionnelles. Par exemple,peindre le premier pont d'acier dans lemonde, avant la peinture du pont de cheminde fer, était une tâche interminable. Quandl'équipe a fini de le peindre, il était temps derecommencer encore une fois. Récemmenton a utilisé une nouvelle peinture de nanotechnologie qui durerapendant 25 ans. Les couches depeintures utilisant les nanoparticulesqui descendent dans la surfacerugueuse de manière plus efficace quedans le cas de plus grandes particules,améliorant ainsi la résistance à lacorrosion. De La même façon desconservateurs de bois et des couchesbasées sur la nanotechnologie vontaussi plus profonds dans les pores dubois ce qui donne une meilleure protection pour une pluslongue durée.

Une nouvelle application utilisée dans des maisons est leverre autonettoyant, développé par la société Pilkingtons. Connucomme "Activ", il a une couche mince, seulement 35nanomètres d'épaisseur, de dioxyde de titane sur la surface duverre. Quand la saleté se dépose sur le verre, le dioxyde detitane en présence du soleil agit en brisant les saletés. Dès qu'ilpleut le résidu part au lavage.


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Sur un bâtiment comme un gratte-cielrecouvert de verre, de nouvelles fenêtresavec cette couche sont un vrai bonuspuisqu'ils n'ont pas besoin de nettoyageautant que le verre normal et les laveursde vitres ne doivent pas opérer si souvent.

Une visite à la salle de bains révéleramême plus d'applications denanotechnologie. Beaucoup de crèmesde soleil de qualité supérieure que vouspouvez acheter contiennent aujourd'huides nanoparticules de dioxyde de titane. Le but est de repousserle cancer causé par la lumière du soleil, tout en permettant unbronzage sûr. Les particules sont si petites que vous ne pouvezpas les voir. Donc la crème ne laisse pas, sur la peau, la couleurblanche laissée par de plus grandes particules.

Les mêmes nanoparticules de dioxyde de titane sont aussiutilisées dans beaucoup de produits cosmétiques qui sont venduscomme des crèmes antirides ou anti-âges.

De nouveau leur but est d'empêcher la peau de subir desdégâts solaires nuisibles.

Aussi dans la salle de bains, un certain nombre de dentifricescontiennent des nanoparticules. Un produit, BlanX BioRepair,contient des nanoparticules dehydroxyapatite. Ceux-ci sont lesingrédients naturels qui aident àremplir les craquelures infimesdans les dents qui rendentdouloureuse la consommation decrème glacée.


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Il y a aussi un certain nombrede produits de cheveux sur lemarché qui sont conçus pourempêcher des cheveux abimés enremplissant les craquements àl'échelle nanométrique avec desingrédients inoffensifs. La cuisinen'est pas exempte de produits

basés sur la nanotechnologie.Comme dans le cas des balles detennis et de footballs, on utilisedes films minces d'argiles commebarrière, la nourriture est aussiconservée dans des emballagesbasés sur l'argile nano composite.Le but est de garder les produits alimentaires plus frais enempêchant l'air d'arriver au produit et conserver n'importe quel gazinerte utilisé pour stocker les produits alimentaires.

Aux États-Unis, les bouteilles de bière ont tendance à être enplastique et la saveur est gardée fraîche par des filmsnanométriques sur la bouteille, pour maintenir la pression au seinde la bouteille et empêcher la dégradation du produit



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Santé Il y a beaucoup d'intérêt dans la nanotechnologie pour le

secteur de santé, puisque au niveau nanométrique les chosesarrivent plus rapidement et avec beaucoup plus de sensibilité.

Le but est donc de détecter des maladies avant qu'ilsn'attaquent tout l'organisme. Si cela devient possible, moins degens devraient aller à l'hôpital et il est probable que nousvivrions plus longtemps, parce que nos corps ne seraient pastellement affaiblis par les maladies.

Il y a déjà des produits sur lemarché qui sont près de l'échellenanométrique. Les Diagnostics Rocheont un kit de test pour le diabète,portant le nom Accu-Chek AvivaNano. Nous pouvons nous attendre àbeaucoup plus de kits plus rapides etplus sensibles pour contrôler unemaladie dans un proche avenir..

Certains des kits de test seront liés à des changements decouleur et c'est un autre secteur oùla nanotechnologie peut jouer unrôle principal.

Pour le comprendre, observonsd'abord une coquille de paua de laNouvelle-Zélande. Ces coquillesd'ormeau sont utilisées commebijou parce que vus d'anglesdifférents, ils apparaissent irisés.


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Ils ne contiennent aucun pigment pour donner ces couleursséduisantes; c'est simplement la lumière qui est diffractée sur descouches, séparées par quelques nanomètres, composant la coquille.C'est le même principe pour des ailes de papillon et beaucoupd'autres couleurs dans la nature.

Le flacon de parfum de PoisonPure de Christian Dior ressemble àla perle parce que sur l'intérieur duverre il y a deux nano-couches, desilice et titane, qui font que le verreressemble à la perle.

De tels effets sont généralementu t i l i s é sdans les bijoux et dans des produits duménage donnant de nouveaux effetsvisuels.

Pour produire des films colorés pourl'emballage, il est maintenant possibled'éviter d'utiliser des pigments pourdonner la couleur exigée. En changeantla surface d'un film plastique, c'est

possible, grâce á la lumièrediffractée d'obtenir deseffets colorés différents.

Retournant à l'usage enmilieu médical ; l'objectifest d'utiliser les nano-particules qui diffractent lalumière pour donner unecouleur spécifique et


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ensuite de les rassembler en flocons pour donner de plus grandesparticules qui fournissent une couleur différente.

Il est intéressant de noter que, les couleurs différentes decouchers du soleil, sont dues à des nanoparticules présentes dansl'atmosphère, diffractant la lumière de différentes façons.

Après l'éruption de Krakatoa en 1883, il y a eu des couchersdu soleil rouges vif pendant des décennies.

Des Nanoparticules commencent aussi à être utilisées dansles hôpitaux dans des boissons ou des injections, qui permettentde suivre leur trace dans le corps et ainsi détecter un problèmeparticulier. Si ces nanoparticules sont suivit à la trace, il seraitdonc possible d'avoir une image plus claire et mieux définir, lazone infectée du corps. Les nanoparticules sont même façonnéespour être attirées par les cellules atteintes de maladiesspécifiques, pour qu'elles puissent être activées pour tuer lescellules problématiques avant qu'elles ne se transforment en unproblème sérieux.

Des médicaments conventionnels, réduits à l´échellenanométrique, sont conçus pour être plus efficaces à cause de lasuperficie accrue qui est disponible. Cela signifie que moins demédicaments doivent être utilisés pour traiter les maladies etdonc qu'il y aura moins d'effets secondaires nuisibles.

La nanotechnologie est dans ses premiers jours dans lesecteur de santé, mais c'est ici où les nouveaux événementsauront un impact très majeur.



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Energie

Des matériaux de poids légers auront un impact majeur sur lesdifférents aspects du secteurd'énergie. Pour l'énergieéolienne le diamètre desturbines est maintenant dela taille d'un Airbus A380.Plus le diamètre est grand,plus la puissance produiteest importante. Cependant,les lames doivent être pluslégères et plus fortes, pour éviter des ruptures dans des conditionsde vents très forts.

La société allemande Bayer, travail à développer despolymères à nanotubes de carbone qui devraient fournir lespropriétés exigées.


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Les couches de nanotechnologie pour protéger les éoliennes dugel sont aussi examinées. Pour des dispositifs concernant lemouvement des marées ou de l'énergie des vagues, des matériauxplus légers sont aussi nécessaires, mais en plus, des nano-couchesanticorrosives seraient avantageuses.

Il y a aussi beaucoup d'activités de développement sur l'énergiesolaire dont deux aspects sont á considérer. Le premier est quandla chaleur du soleil est utiliséepour chauffer des maisons. Cetteénergie thermique est d'habitudeemmagasinée par la lumière dusoleil se projetant par la suite surdes tubes conduisant l'eau. Il a étéprouvé que si des nanoparticulessont incluses dans le liquide, lachaleur serait transférée beaucoupplus efficacement.

Le second aspect est de rassembler la lumière du soleil et dela convertir en énergie électrique, utilisant ce qui est appelé descellules photovoltaïques. Beaucoup d'innovations sont á réaliseren copiant de la nature. Par exemple les plantes et les arbresemmagasinent les rayons solaires et les convertissent en énergienécessaire pour leur croissance. Plusieurs sociétés utilisent desnanoparticules pour convertir la lumière du soleil en énergieélectrique. Ainsi la société G24 Innovations, au Royaume-Uniutilise des cellules photovoltaïques pour faire fonctionner destéléphones portables et de la lumière, particulièrement là oùl'alimentation électrique n'est pas facilement accessible. Celapeut être fait par un petit paquet ou en mettant les cellules surdes vêtements.


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Environnement

Le fait que la nanotechnologie réduit déjà le poids desvéhicules est un pas en avant dans l'économie d'énergie. Aussides surfaces plus dures et d'autres composants signifieront queles choses dureront plus longtemps, ce qui contribue à sauvernotre environnement.

Aussi des fenêtres autonettoyantes et des teintes devêtements résistants, aboutiront à réduire l'énergie utilisée pourlaver les fenêtres ou même la quantité de détergents que nousutilisons pour nettoyer nos vêtements.

Cependant il y a desapplications plus directes aveclesquelles la nanotechnologieaide à prendre soin del'environnement. Une église àRome, l'Église de Jubilé, a étécouverte de nanoparticules dedioxyde de titane. Cela a lemême effet que les fenêtres autonettoyantes, où la couche dedioxyde de titane, avec la lumière du soleil, catalysent ladestruction de la saleté atterrissant sur les fenêtres.

La couche sur l'église utiliseaussi la lumière du soleil, etpermet aussi de réduire les gazpolluant l'atmosphère dans desvilles comme Rome où lapollution de voitures dans desmilieux urbains concentrés est un


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réel problème. Ceci est susceptible de devenir une grandeapplication de la nanotechnologie dans d'autres villes où lespollutions, causées par trop de voitures mal entretenues, sontfréquentes.

Ce type de technologie estégalement utilisé dans les produits dela cuisine. NanoBreeze aux États-Unis á un purificateur d'air á base denano dioxyde de titane qui décomposeles allergènes, les odeurs, les germes,les gaz et les fumées.

Une étape importante est franchie dans le développement desmembranes nano technologiques, notamment pour l'épuration del'eau.

Les pores de ces membranes sont en mesure de filtrer lesbactéries et les virus, ainsi que des produits chimiquesindésirables tels que l'arsenic, le mercure et les pesticides. Selonl'Organisation mondiale de la santé, 3.6 millions de personnesmeurent chaque année de maladies liées à la contamination del'eau, mais ces nouvelles membranes ont le potentiel de réduireconsidérablement ce nombre, en particulier dans les pays endéveloppement.

On commence également á utiliser les nano-membranes pourle dessalement d'eau de mer. Ainsi, les premiers résultatsmontrent qu'il est possible de réduire le coût de l'extraction dusel de l'eau de mer.

Encore une fois, cela aura un effet marqué sur les populationsdes zones côtières, en particulier au Moyen-Orient.


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Risques et Avantages

Michael Crichton, l'auteur de Jurassic parc, a publié il y aquelques années, un livre appelé la Proie. Il parlait des nanobots, des robots de taille nanométrique, qui s'échappant d'unlaboratoire transformaient tout ce qu'ils touchaient en de lamatière visqueuse grise. Malheureusement, beaucoup depersonnes non scientifiques ont cru que cela pourrait arriver enréalité. Il s'agissait d'excellente science fiction, cependant,même si des gagnants de Prix Nobel ont confirmé que ce n'étaitpas possible, quelques personnes continuaient á encourager despolémiques á propos de la nanotechnologie. Les mêmes groupescréent des inquiétudes sur n'importe quelle nouvellescientifique, parce qu'ils veulent attirer l'attention et encouragerles gens à les parrainer.

Cependant, c'est la bonne expérimentation scientifique quipermet de s'assurer que les produits sont sans danger avant qu'ilsne soient mis sur le marché sachant qu'il y a des procéduresstrictes que les sociétés doivent suivre. Il est dans l'intérêt dessociétés de s'assurer que leurs produits sont totalement sûrs,autrement leur activité entière pourrait être ruinée par un litigedéfavorable.

Beaucoup de débats ontlieu à propos de la nanotechnologie. Plusieurs sociétésexagèrent quant au potentielde celle-ci afin d'obtenir plusd'argent des gouvernementspour développer leurs travails;


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les universités font aussi des appréciations audacieuses dans le butd'obtenir l'argent de subvention pour leur recherche ; et les groupesde pression falsifient des informations pour encourager les gens àles rejoindre.

La nanotechnologie est un domaine très large et il est clairque depuis la création,plusieurs technologiescopient tout simplementde la nature. Par exemple,le sang est un nano-fluideet le lait contient desnanoparticules de caséineet même nos os sont desn a n o s t r u c t u r e sautoreproductrices. Enbroyant de la matière,comme de la farine, on aboutit à la taille de microparticuleexigée, mais il y aura aussi de plus grandes particules et uncertain nombre de nanoparticules (figure ci-contre)

En outre, le yogourt, et beaucoup d'autres denréesalimentaires contiennent des ingrédients de taille nanométrique.

Quand vous brûlez votretoast, des quantités infimesde nanotubes de carbone sontproduites et sur les alimentsgrillés on en retrouve encoreplus.

Actuellement le plus grandutilisateur de nanoparticulesest l'industrie de pneu. Six mille tonnes de nanoparticules de


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carbone noir sont utilisées chaque année pour de nouveaux pneus.Une petite quantité de cela est sous forme de nanotubes. Il y a eudes rapports qui disent que le nanotube carbone est semblable àl'amiante, mais ce n'est probablement pas un problème, s'il estenfermé dans des plastiques.

D'autres rapports disent qu'ils ne sont pas un problème. Il fautdonc avancer avec prudence.

À la différence de l'Europe, l'Extrême-Orient a moins de préoccupations surl'aspect de la nanotechnologie.

À Hong-Kong vous pouvez acheterl'Eau Nano. Le Nano dans cette partiedu monde est une stratégie marketing; ilcorrespond á quelque chose de nouveauet d'excitant.

En Thaïlande, vous pouvez acheterle Nano sérum de Poitrine, si vousfrottez votre poitrine avec il l'empêche de s'affaisser. Il y a mêmedes nano fibres qui vous évitent d'être chauve.

Le nano iPod est un autre produit qui utilise le nom nanopour encourager les gens à l'acheter. Il y a probablement

quelques circuits dedansà l'échelle nanométrique,mais rien d'autre departiculier que le fait quec'est petit.

La société indienneTata a lancé leur TataNano, une petite voiture à


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quatre places adultes. Le nom de nano est vraisemblablementutilisé pour faire allusion á la taille.

Les encres d'impression contiennent des ingrédients ál'échelle nanométrique, pour les faire sécher plus rapidement.Les papiers de qualité supérieure, où ces encres sont imprimées,ont aussi des ingrédients nanométriques pour permettre leséchage rapide.

Comme dans le cas de toutes les technologies, on doitéquilibrer entre les risques et les avantages que ces produits nanoapporteront. Nous acceptons de nos jours qu'il est possible deconduire des voitures avec une grande vitesse bien qu'il y ait ungrand nombre de morts chaque année à cause des accidents.Quelques personnes veulent fumer des cigarettes bien qu'ils sachentque cela va probablement leur causer des problèmes de santé.

Les avantages apportés par la nanotechnologie dépassentdéjà n'importe quels risques.


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Le Future

Un rapport du journal Loi de Nanotechnologie et Affaires(Nanotechnology Law and Business Journal) a identifié les dixpremiers domaines dans lesquelles la nanotechnologie aura unimpact sur notre vie :

1. Diagnostic des maladies

2. Traitement de cancer et d'autres maladies

3. Elargissement des applications de l'énergie solaire

4. Nouvelles batteries et d'autres formes d'énergie mobile

5. Incorporer de l'électronique á des produits à base de papier

6. Matériaux plus légers, plus forts et plus conducteurs

7. Eau propre

8. Automobiles à basses émissions

9. Faire face au terrorisme et au désastre environnemental

10. Contrôle accru de produits de consommation

Les deux premiers concernent le secteur de santé et lesquatre suivants sont liés á des applications dans les domainesd'énergie.

Parmi ces domaines, un secteur particulièrement intéressantest la nanoélectronique où des circuits plus complexes vontprobablement être réduits, permettant d'obtenir des ordinateursplus rapides et des puces plus petites et plus complexes.

De plus, on pourra éviter aux usines de fabriquer des pucesde silicium énormément coûteuses.

Cela va permettre aux entreprises d'utiliser de moins en moinsde silicium et de plus en plus de films «plastiques électroniques»


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donnant des circuits flexibles. Ce qui va engendrer une grandebaisse au niveau des coûts du fait que le silicium est très cher.

Les quatre derniers domaines dans la liste des dix premiersson liés á des questions environnementales et sociales.

Pour le moment on est en stade initial de la nanotechnologie,mais le sentiment est que nous venons de voir le sommet del'iceberg.

Il y a beaucoup plus d'applications intéressantes à venir quivont changer notre vie et qui vont avoir un impact sur tous lessecteurs de l'industrie.


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