Nanotechnologies will shape our future



La physique quantique est au coeur de la révolution des dynamiques qui fondent aujourd’hui-même nos sociétés.

Les nanotechnologies transformeront le monde, les nanoparticules permettront des avancées colossales dans la plupart des secteurs de l’activité humaine, de la médecine par exemple à l’alimentation et tous les secteurs de la recherche scientifique seront concernés. Les fictions deviendront réalité. C’est une fondamentale révolution du développement humain et c’est un sujet passionnant, complexe et sensible sur lequel il nous appartient de réfléchir. Nous ouvrons dans WUKALI une nouvelle tribune scientifique et c ‘est par le sujet des nanotechnologies que nous débutons

Pierre-Alain Lévy


  • Les Nanotechnologies sont là

Autour de nous, de vous, de moi, l’espace médiatique utilise de plus en plus le préfixe nano dont l’échelle est le milliardième de mètre ou 10-9 mètres. Si on devait illustrer le rapport d’échelle de milliardième entre le mètre et le nano, cela reviendrait à comparer la terre à une orange. L’expression « nano » est devenue familière tant aux médias qu’au milieu scientifique et elle est chargée de multiples sens.

Vous avez entendu parler des nanotechnologies ? L’un de ses fleurons est le graphène, obtenu à partir du graphite, qui semble avoir toutes les qualités. Le graphène est le matériau à la fois le plus dur au monde, 200 fois plus résistant que l’acier et n’est épais que d’un atome : une feuille de graphène est de près d’un million de fois plus fine qu’un cheveu. Pour couvrir la surface d’un terrain de football, un seul gramme suffirait.

Les nanotechnologies utilisent et combinent les qualités de certains atomes et molécules à une échelle fixée par convention entre 1 et 100 nanomètres pour créer des matériaux aux pouvoirs exceptionnels : ultra fin, léger, solide, transparent, flexible, étanche etc. Les multiples propriétés de ce matériau en font une valeur sûre dans de nombreux domaines industriels.

Le projet phare européen Graphene Flagship

, lancé en 2013 et doté d’un budget d’un milliard d’euros sur dix ans, a pour objectif d’étudier ce matériau aux propriétés uniques et de développer de multiples applications.

Déjà de nombreux aspects de notre vie sont transformés par des matériaux créés à l’échelle des atomes et des molécules.
La plupart des nano produits, aujourd’hui sur le marché, offrent des avantages en raison de l’adjonction de poudres nano particulaires qui leur confère de nouvelles propriétés aux atouts divers :

• élimination des bactéries et des mauvaises odeurs pour le nano-argent, utilisé notamment dans les textiles, les pansements, les sprays désinfectants, les revêtements des réfrigérateurs, des claviers, des emballages alimentaires.

• résistance et légèreté pour les nanotubes de carbone qui constituent un atout majeur notamment pour l’industrie des transports

• écran solaire ou effet catalytique (anti-pollution) pour les nanoparticules de dioxyde de titane (sigle E171) qui, en fonction de leur effet, sont commercialisées dans les crèmes solaires sans traces blanches ou les ciments

• effet anti-agglomérant et donc fluidifiant pour les nanosilices (sigle E551) notamment à usage alimentaire, utilisées dans les sucres en poudre, les sels de table.

• effet catalytique (déclenchement de réactions chimiques) pour les nanoparticules d’or, avec des applications dans le domaine de la santé

Les sciences et les technologies annoncent grâce aux nanos un monde fascinant dans des domaines de recherche presque infinis et des perspectives miraculeuses des matériaux à l’énergie, de l’environnement à la médecine en passant par l’électronique ou l’agriculture. Les nanos permettraient d’aller vers le plus performant, le plus résistant, le moins cher, le moins polluant.

Nous sommes dans un univers où la science manipule des particules invisibles au microscope à effet tunnel ou à force atomique et empile des atomes à l’échelle du nanomètre. Les nanotechnologies sont donc axées sur la conception et la manipulation de structures aux échelles moléculaire et atomique (à titre indicatif, l’ADN humain a une largeur de 2 nanomètres, et un atome d’hydrogène mesure 0,1 nanomètre). Les nanotechnologies sont à la base d’une puissante dynamique de la troisième révolution industrielle de ce 21ème siècle.

Et pour demain nous verrons arriver, des aliments intelligents qui s’adapteront aux goûts du consommateur, des vêtements qui ne se saliront jamais, des matériaux qui s’auto-répareront, de la poussière intelligente qui enregistrera discrètement les conversations. On nous promet un laboratoire d’analyses médicales entier dans une micropuce électronique, des capsules capables de conduire les médicaments dans le corps jusqu’à leur cible. On parle déjà d’une convergence NBIC (Nanotechnologies, Biotechnologies, sciences de l’Information et sciences Cognitives) dont les applications seraient très prometteuses tandis que les laboratoires de recherche sont déjà très avancés en création de nanorobots.

Aux abords du nanomonde, les scientifiques entrevoient des possibilités techniques fascinantes : calcul quantique, électronique moléculaire, matériaux aux propriétés inédites ou médicaments pilotés etc. Tant mieux, mais attention, certains mouvements infiltrent les nanosciences avec pour impératif de doper les humains en intégrant les technologies disponibles et piloter les états mentaux et les foules. Sommes-nous partants pour ces usages ? Qui se mobilise pour débattre de ces projets politiques ?

Quand le réel rattrape la fiction. Une équipe internationale de chercheurs a inventé une méthode pour injecter des nanostructures électroniques dans le cerveau de souris. Cette innovation technologique permettrait d’enregistrer l’activité neurale, de stimuler les tissus, voire de favoriser la régénération de neurones. Dans une étude récente parue dans Nature Nanotechnology, des chercheurs de l’université de Harvard

et du centre national pour les nanosciences et la technologie de Pékin décrivent comment ils ont réussi à injecter directement de l’électronique dans le cerveau de souris.

Les activités de recherche et de développement dans le domaine des nanotechnologies soulèvent plusieurs problèmes éthiques qu’il conviendrait d’étudier et de résoudre.

Notre méconnaissance actuelle des nombreuses propriétés physiques, chimiques, toxicologiques ou écotoxicologiques des matériaux à l’échelle nano doit nous interpeller en raison des enjeux juridiques, éthiques, sociologiques ou politiques qu’elle soulève. Nous devons nous interroger sur les fondements des rapports homme/nature/technique.

Einstein Piccolo


WUKALI 21/06/2015
Courrier des lecteurs : redaction@wukali.com

Illustration de l’entête : Modélisation numérique du graphène


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