NANOTECHNOLOGIES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Un secteur en plein développement

La réflexion sur les nanotechnologies ne date pas d'hier. En 1959, Richard Feynman – lors d'une conférence sur les limites de la manipulation et du stockage de l'information – avait suggéré qu'un seul atome pouvait suffire à stocker et manipuler l'information. Cette prédiction ne fut vérifiée que bien plus tard, au début des années 1980, quand furent inventées les microscopies de champ proche (microscope à effet tunnel et microscope à force atomique).

Ces moyens d'observation exceptionnels ainsi que les progrès des autres techniques (microscopes électroniques à balayage ou à transmission, outils à rayons X...) permettent désormais de mieux caractériser la matière à l'échelle atomique afin de mieux maîtriser les nanotechnologies : en mesurant la matière dans ses moindres détails, on peut tester des modèles, les améliorer et faire des prédictions.

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Photographie : Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Topographie d'une surface de silicium obtenue grâce au microscope à force atomique. Cet outil de visualisation à l'échelle de l'atome (l'image est obtenue en balayant la surface à étudier d'une pointe et en mesurant la distance pointe-surface) a permis de mieux comprendre la structure de la... 

Crédits : Naval Research Laboratory

Afficher

Une autre condition indispensable à l'émergence des nanotechnologies est bien évidemment la capacité à élaborer et reproduire des matériaux structurés à cette échelle. Dans les technologies de l'information et des communications (T.I.C.), les matériaux ont été nanostructurés avec un souci de miniaturisation accru des composants, nanostructuration rendue possible par des procédés de fabrication de plus en plus fins (dépôts de couches minces et lithographie menant à des dimensions de l'ordre de dizaines de nanomètres dans les trois dimensions). Les autres types de nanomatériaux résultent de l'extension des procédés classiques (synthèse in situ, en solution ou en phase vapeur, broyage) qui ont permis de fabriquer, de manière contrôlée, des matériaux nanostructurés, voire d'en synthétiser de nouveaux.

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages

Médias de l’article

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique
Crédits : Naval Research Laboratory

photographie

Nanotechnologies : tête de lecture d'un disque dur d'ordinateur

Nanotechnologies : tête de lecture d'un disque dur d'ordinateur
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Nanotechnologies : l'approche moléculaire

Nanotechnologies : l'approche moléculaire
Crédits : C. Dekker, Université de technologie, Delft

photographie

Nanotechnologies : cristaux photoniques

Nanotechnologies : cristaux photoniques
Crédits : a: A. Alden, About.com/ C. Sotomayor Torres, université de Wuppertal/ b: Laboratoire de phyisque dela matière condensée, CNRS

photographie

Afficher les 5 médias de l'article


Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au C.N.R.S., École polytechnique, Palaiseau, professeur au Materials Department de l'université de Californie à Santa Barbara

Classification

Autres références

«  NANOTECHNOLOGIES  » est également traité dans :

NANOTECHNOLOGIES (enjeux et risques)

  • Écrit par 
  • Francelyne MARANO
  •  • 5 947 mots
  •  • 2 médias

L'augmentation rapide de l'utilisation des nanoparticules et nanotubes dans l'industrie pose de façon aiguë la question de l'exposition humaine et environnementale à ces nouveaux matériaux. D'après le rapport de 2006 de l'Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement et du travail (A.F.S.S.E.T.), i […] Lire la suite

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 352 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Nano-alliages »  : […] Depuis longtemps, il a été remarqué que les alliages métalliques étaient formés de grains, cristaux individuels dont la cohésion est assurée par des parois d'épaisseur non nulle, les « joints de grains », dont les propriétés sont différentes de celles des grains eux-mêmes. Dans la plupart des alliages industriels modernes, les grains ont des tailles qui les rendent invisibles à l'œil nu : leurs […] Lire la suite

CHIMIE - La chimie aujourd'hui

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 10 834 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Nanotechnologies »  : […] Applications de la nanoscience, les nanotechnologies sont gouvernées par une miniaturisation poussée. Ainsi, des nanoparticules ferromagnétiques servent d'agents thérapeutiques contre des cancers ou de mémoires d'ordinateurs. D'autres applications incluent l'optique non linéaire et l'optoélectronique. Comment préparer ces nano-aimants ? L'une des techniques consiste à prendre comme matrices des c […] Lire la suite

CRISTAUX PHOTONIQUES

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 346 mots

Les cristaux photoniques sont des nanostructures périodiques de matériaux qui ont sur la propagation des photons les mêmes effets que les cristaux usuels ont sur celle des électrons : certaines longueurs d'onde peuvent se propager tandis que d'autres non. Selon que la périodicité existe le long d'un, de deux ou de trois axes, on qualifie le cristal d'uni-, de bi- ou de tridimensionnel. L'opale es […] Lire la suite

EBBESEN THOMAS (1954- )

  • Écrit par 
  • Lucas LETHUILLIER
  •  • 1 088 mots
  •  • 1 média

Physico-chimiste franco-norvégien, Thomas Ebbesen est connu pour ses travaux interdisciplinaires en nanosciences, traitant de divers domaines allant des sciences des matériaux carbonés à l’optique en passant par la chimie moléculaire. Ses découvertes pionnières et fondamentales pour la compréhension des interactions lumière-matière lui ont permis de recevoir, en 2019, la médaille d’or du CNRS. […] Lire la suite

FERT ALBERT (1938- )

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 820 mots

Le physicien français Albert Fert, né le 7 mars 1938 à Carcassonne, a reçu le prix Nobel de physique en 2007 pour ses découvertes dans le domaine des propriétés électromagnétiques de certaines structures solides et pour sa contribution importante à l'émergence de la spintronique. Né d'un professeur de physique (au lycée puis à l'université de Toulouse) et d'une enseignante en économie, Albert Fer […] Lire la suite

FULLERÈNES

  • Écrit par 
  • Patrick BERNIER
  •  • 2 195 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « De la nanosphère au nanotube »  : […] Un autre domaine apparenté a émergé : celui des nanotubes de carbone. On se les représente comme des feuilles de graphène enroulées sur elles-mêmes et fermées aux deux extrémités. Le diamètre de ces nanotubes est très petit (de un à quelques nanomètres) mais leur longueur peut être grande (de 10 à 100 micromètres). Comme les fullerènes, ces structures forment des cages dans lesquelles on peut enf […] Lire la suite

IMAGERIE TÉRAHERTZ

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 424 mots
  •  • 1 média

Les rayonnements électromagnétiques dans la gamme de fréquence des térahertz ont des propriétés remarquables et en particulier un pouvoir pénétrant sélectif. Les nanotechnologies permettent de fabriquer des sources compactes et efficaces et des dispositifs de détection performants. Leurs applications sont multiples : imagerie médicale ou industrielle, sécurité (détection d’armes et de drogue), c […] Lire la suite

LED À NANOFILS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 685 mots
  •  • 1 média

Les nanosciences – et leurs conséquences, les nanotechnologies – qui explorent les matériaux à l’échelle du nanomètre (le milliardième de mètre), connaissent des progrès rapides grâce à une importante mobilisation de chercheurs et de moyens au carrefour de la recherche fondamentale et des développements industriels. Une des caractéristiques essentielles des nanomatériaux est l’extrême sensibilité […] Lire la suite

MICROÉLECTRONIQUE

  • Écrit par 
  • Claude WEISBUCH
  •  • 13 684 mots
  •  • 23 médias

Dans le chapitre « Le régime mésoscopique : une transition entre le comportement classique, aléatoire, et le comportement microscopique, déterministe »  : […] Lorsque la taille des transistors est réduite, en utilisant des techniques de fabrication à l'échelle nanométrique, un comportement reproductible des trajectoires d'électrons, effectuant tous un même trajet, apparaît. C'est ce que l'on a appelé le régime mésoscopique (c'est-à-dire plus tout à fait macroscopique, où les effets sont moyennés sur un grand nombre de particules et d'événements, et pas […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Claude WEISBUCH, « NANOTECHNOLOGIES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 10 septembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nanotechnologies/