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Jusqu’à ce jour, l’être humain a évolué sans griffes, ni crocs, ni plumes, ni fourrure. Nous ne devons notre survie et notre développement qu’à notre intellect et notre créativité. Notre capacité à innover et faire évoluer nos sciences reste le meilleur atout de notre survie collective face aux enjeux et aux menaces telles que le changement climatique auxquels nous devons faire face. Aujourd’hui, la nanotechnologie nous offre de nouvelles ressources pour nous adapter à ces contraintes. Cette science permet le développement de technologies innovantes à l’échelle de l’atome, telles que les nanomatériaux, les nanoparticules et les nanorobots. Découvrez la nanotechnologie, son histoire et ses applications dans des secteurs aussi variés que l’informatique, la santé ou l’industrie.
L’étude et l’application des nanotechnologies (du grec νάνος, « nain ») sont une branche de la science qui se concentre sur la fabrication et la manipulation de structures (physiques, chimiques ou biologiques), de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle des atomes et des molécules.
La nanotechnologie a été définie de diverses manières, mais la plupart des définitions s’accordent à dire que la nanotechnologie est l’ingénierie des systèmes fonctionnels à l’échelle moléculaire. Cela couvre un large éventail de technologies différentes, notamment :
Au cours de son évolution, l’Homme a maîtrisé son environnement simultanément sur plusieurs ordres de grandeur, des plus grandes aux plus petites.
Tout d’abord, voici un bref historique des différents domaines dans lesquels l’Homme est intervenu et a modifié son environnement à l’échelle macro :
On parle des nanotechnologies depuis les années 2000, mais le terme en lui-même date des années 1970.
L’histoire débute il y a plus de 2000 avec les philosophes grecs Leucipe et Démocrite qui voyaient la matière comme composée de particules indivisibles, préfigurant les atomes.
Au XIXe siècle, des scientifiques tels que Lavoisier posent les bases des sciences moléculaires modernes. Loschmidt, quant à lui, estime qu’un atome mesure environ un nanomètre. Il n’était pas si loin de la réalité !
À cette même époque, de nombreux chercheurs travaillent sur les colloïdes (dispersion hétérogène de particules dans un liquide) issus de matières organiques ou de métaux. Toutefois, ces systèmes dans lesquels les nanoparticules sont en suspension ne permettent pas de visualiser directement les atomes. Pourtant, aujourd’hui encore, c’est la base de la création de nanomatériaux.
Puis à la fin du XIXe siècle et début du XXe, les découvertes scientifiques autour de la structure des atomes et des molécules s’accélèrent. En 1897, Thomson découvre l’électron et décrit les atomes comme ayant une structure « en pudding ». Rutherford découvre le noyau en 1911.
Dès les années 30, avec l’aide de la mécanique quantique, les scientifiques ont désormais une bonne vision de la structure des atomes et des molécules.
Dès le XXe siècle, il était possible de visualiser les atomes de manière indirecte grâce à l’ultramicroscope. Cet appareil est capable de mesurer la quantité de colloïde présente dans un liquide.
En 1930, Ruska invente le microscope électronique. À cette époque, les appareils permettent de visualiser des structures d’environ 10 nanomètres. Aujourd’hui, les appareils ont une résolution inférieure à l’atome.
Puis dans les années 80, avec l’invention du microscope à effet tunnel et du microscope à force atomique, il est désormais possible de visualiser et de manipuler les atomes. Ces outils permettent la fabrication de nanostructures telles que les nanotubes de carbone.
Aujourd’hui, les nanosciences sont très répandues et sont utilisées dans de nombreux domaines. Elles auront un impact de plus en plus grand dans le futur en permettant de résoudre des problèmes pour lesquels nous n’avons pas encore de réponse efficace.
Par exemple, il sera possible de soigner des maladies auparavant incurables (cancer), accélérer le traitement des informations (électronique), protéger les matériaux (revêtements), créer des structures plus solides, souples et légères (architecture), synthétiser plus en utilisant moins de matières premières (gestion des ressources). Les possibilités semblent infinies !
Les microprocesseurs des ordinateurs sont le parfait exemple de l’application des nanosciences au quotidien. En permettant la miniaturisation des transistors à l’échelle nanométrique, le processeur de votre ordinateur de bureau est capable d’exécuter des milliards d’opérations en une fraction de seconde. Cela se traduit par des machines plus rapides tout en consommant moins d’énergie. C’est toujours agréable de ne pas tomber en panne de batterie lorsque l’on est en train de finaliser la présentation PowerPoint de la prochaine réunion.
Les nanorobots sont des robots de taille nanométrique qui ont de nombreuses applications potentielles dans le domaine médical. Par exemple, ils pourraient être utilisés pour cibler et détruire les cellules cancéreuses sans nuire aux cellules saines.
Les nanorobots pourraient également être utilisés pour administrer des médicaments directement dans des parties spécifiques du corps, ou pour réparer des tissus endommagés. Ils pourraient aussi être utilisés pour créer des vaisseaux sanguins artificiels ou pour construire de nouveaux organes à partir de zéro.
Leurs utilisations potentielles ne sont limitées que par l’imagination, et il est probable qu’ils joueront un rôle de plus en plus important en médecine dans les années à venir.
Les nanosciences sont déjà utilisées de différentes manières dans le secteur du bâtiment et de la construction. Par exemple, les nanoparticules sont utilisées pour créer des matériaux de construction plus solides et plus durables, et la nanotechnologie est utilisée pour développer de nouvelles méthodes d’éclairage à haut rendement énergétique.
En outre, les nanocapteurs sont utilisés pour créer des bâtiments plus intelligents, capables d’ajuster le chauffage et la climatisation en fonction des besoins des occupants.
Les nanotubes de carbone, en particulier, sont très prometteurs pour le secteur de la construction en raison de leur résistance et de leur conductivité remarquables. Les chercheurs explorent différentes façons de les utiliser du renforcement du béton à la création de surfaces autonettoyantes.
Les nano-revêtements sont aussi très utilisés dans les domaines des transports et de la construction. De nombreux revêtements s’inspirent de la structure de la feuille de lotus, ce qui leur confère des propriétés hydrophobes et autonettoyantes. En effet, ces surfaces empêchent l’adhésion de l’eau qui en s’écoulant emporte les poussières et les salissures avec elle. On peut citer en exemple les vitres autonettoyantes ou les revêtements anti-grafitti. Les nano-revêtements sont aussi utilisés pour protéger les nouveaux matériaux.
Notre revêtement antimicrobien Nano-Shield utilise également les nanosciences pour vous protéger lors de vos trajets quotidiens dans les transports en commun.
Notre nano-revêtement s’inspire de la topographie en nanopiliers des ailes de la libellule Diplacodes bipunctata qui la protègent des infections microbiennes. De la même façon, par biomimétisme, notre revêtement constitué de nanopiliers détruit levures, virus et bactéries en perforant leurs membranes lorsqu’ils se déposent sur les surfaces traitées avec Nano-Shield.
Notre nano-revêtement est composé de dioxyde de silicium amorphe. L’application se réalise en seulement deux étapes. Après l’application des deux couches qui lui permettent d’adhérer aux surfaces, elles vont réagir ensemble naturellement pour cristalliser et former les nanopiliers antimicrobiens.
De plus, ce traitement reste efficace plus d’une année sans aucune autre intervention humaine que celle nécessaire lors de l’application du produit. Il n’est donc plus utile de faire de fréquentes applications de désinfectant chimiques dans les rames de bus ou de tramway.
Pour en savoir plus sur notre solution Nano-Shield, nous vous invitons à nous écrire via notre formulaire de contact.
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