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NANOTECHNOLOGIES

Aux origines des nanotechnologies

Les effets de la structuration de la matière à l'échelle du nanomètre existent depuis longtemps dans la nature et les travaux des hommes. On en a parfois une vue directe : c'est le cas des dessins colorés existant sur les ailes des papillons, qui résultent d'interférences au niveau de structures nanométriques, ou des irisations de l'opale dues à l'interférence d'empilements très ordonnés des nanosphères de silice qui la constituent. Avec des effets moins directement visibles, les matériaux du vivant sont tous des nanocomposites. Un des plus beaux exemples en est bien sûr le bois : selon leur structuration, les fibres de cellulose et la lignine peuvent avoir des propriétés variées, allant des feuilles souples aux bois les plus durs. La coquille de certaines noix correspond à la structure la plus résistante obtenue avec ces fibres, donnant un composite tridimensionnel parfaitement organisé.

Les hommes ont depuis longtemps utilisé des nanostructures. Les peintures sont des solutions colloïdales (souvent dans l'eau) contenant de très fines particules colorées en émulsion (le liquide émulsifiant pouvant être du blanc d'œuf, de l'huile ou une gomme). On connaît depuis l'Antiquité la coloration rouge du verre par absorption optique due à des nanoparticules de cuivre ou bien d'or, agglomérées dans une matrice de verre. Ce procédé de coloration, déjà pratiqué par les Romains, est toujours utilisé.

Citons, pour compléter ces exemples, quelques réalisations plus récentes et de grande importance industrielle. Les catalyseurs sont généralement plus actifs lorsqu'ils sont très finement divisés (du nanomètre à la dizaine de nanomètres), offrant ainsi plus de sites possibles pour les réactions chimiques. Ceux qui sont utilisés pour les pots catalytiques des automobiles contiennent des nanoparticules ou des nanocouches de platine, de rhodium et de palladium dans une alumine poreuse à l'échelle du nanomètre. Le noir de carbone, obtenu par combustion incomplète d'hydrocarbures, est constitué, quant à lui, de particules nanométriques de carbone. Il est d'utilisation courante en imprimerie (encres) et pour le renforcement des pneumatiques. Dans le pneu « vert » de Michelin, c'est l'incorporation d'une faible quantité de nanosphères de silice qui modifie les propriétés de déformation du pneu, le rendant moins dissipatif lors de déformations, ce qui diminue d'autant la consommation du véhicule.

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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

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Classification

Pour citer cet article

Claude WEISBUCH. NANOTECHNOLOGIES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique - crédits : Naval Research Laboratory

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Naval Research Laboratory

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

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

Encyclopædia Universalis France

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

Nanotechnologies : l'approche moléculaire

C. Dekker, Université de technologie, Delft

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Autres références

  • NANOTECHNOLOGIES (enjeux et risques)

    • Écrit par Francelyne MARANO
    • 5 969 mots
    • 1 média

    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...

  • ALLIAGES

    • Écrit par Jean-Claude GACHON
    • 7 362 mots
    • 5 médias
    Système titane-nickel - crédits : Encyclopædia Universalis France
    ...mécaniques, à composition de l'alliage identique, s'améliorent au fur et à mesure que la taille des grains, toujours supérieure au micromètre, diminue. Au cours de la fin du xxe siècle, la fabrication de matériaux présentant des grains nanométriques (10—9 m) est devenue possible. Des poudres de...

  • CHIMIE - La chimie aujourd'hui

    • Écrit par Pierre LASZLO
    • 10 856 mots
    • 3 médias
    Linus Pauling - crédits : Tom Hollyman/ Science source/ SPL
    Applicationsde 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....

  • CRISTAUX PHOTONIQUES

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 348 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...

  • EBBESEN THOMAS (1954- )

    • Écrit par Lucas LETHUILLIER
    • 1 092 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...

  • Afficher les 22 références

Voir aussi

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