Les nanomatériaux dans les objets quotidiens

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Emmanuelle Lamothe
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2 Inventaire des produits commerciaux contenant des nanomatériaux Nombre de produits Source :

600 400 200 0 2005 2006 2007 2008 2009 Source :

3 Domaine d utilisation Nombre de produits Santé et sport Maison et jardin Electronique Nourriture Divers Automobile Appareils 0 Jouets Source :

4 Domaine de la santé et du sport Nombre de produits Cosmétique 0 Habits Soin de la personne Ustensiles de sport Crème solaire Filtration Source :

5 Région d origine 600 Nombre de produits USA Asie Europe autre Source :

6 Types de nanomatériaux 300 Nombre de produits Argent Carbone Zinc Silicium Titane Or Source :

7 Propriétés des nanomatériaux utilisées Argent : Silice : antibactérienne électronique Carbone : Titane : thermique mécanique optique Zinc (forme oxidée): Or : optique antibactérienne

8 Propriétés antibactériennes Ions Argent ou Or antibactérienne Inhibiteur de réplication de l ADN Déstabilisation de la membrane

9 Produits commerciaux avec des propriétés antibactériennes liées à des nanoparticules Clavier Ustensiles de cuisines Système de purification d air Pansements Chien anti mites Chemise anti-odeur

10 Comparaison avec les macroparticules Avantages : - rapport surface volume - Incorporation dans des fibres Source : Centre canadien du textile

11 Comparaison avec les macroparticules Inconvénients : - se consomme plus vite - «Appréciée pour ses propriétés anti-bactériennes et anti-mauvaises odeurs, la nano particule d argent devient une attraction célèbre dans une gamme de produits allant des soquettes aux bandages, jusqu aux machines à laver. Mais, alors que les bienfaits de l argent la propulsent sur le devant de la scène des nanomatériaux utilisés dans les biens de consommation, des scientifiques recommandent qu on fasse un examen rapproché des conséquences sur la santé et l environnement de la nano particule d argent» Source :

Mais, alors que les bienfaits de l argent la propulsent sur le devant de la scène des nanomatériaux utilisés dans les biens de consommation, des

12 Propriétés thermiques Carbone, aluminium, titane, phosphate thermique Transfert de chaleur Performances explosives ou déflagrantes Performances retardatrices de flamme

13 Produits commerciaux avec des propriétés thermiques particulières associées aux nanoparticules Papier aluminium Lampe infrarouge Chargeur de batterie Chemise séchage rapide Genouillère «chauffante» Peinture isolante

aluminium Lampe infrarouge Chargeur de batterie

14 Mécanismes des transferts thermiques I Conduction - Échelle macroscopique - Gradient de température - Pas de mouvement de matière - Caractérisée par une longueur de diffusion L D

15 Mécanismes des transferts thermiques II Convection - Gradient de température - Mouvement de matière

16 Mécanismes des transferts thermiques III Rayonnement - Surface rayonne des photons dont la longueur d onde dépend de la température - Pas de mouvement de matière

17 Comparaison avec les macroparticules Conduction L~ L D Propriétés isolante ou conductrice exacerbées L Convection Plus facile à mettre en mouvement Rayonnement Proportionnel à la surface

18 Comparaison avec les macroparticules Nanoparticules en matériau conducteur : très bon conducteur de «chaleur» Amélioration des performances de transfert de chaleur Amélioration des performances explosives ou déflagrantes Nanoparticules en matériau isolant : très mauvais conducteur de «chaleur» Amélioration des performances isolantes Amélioration des performances retardatrices de flamme

explosives ou déflagrantes Nanoparticules en matériau isolant : très mauvais conducteur de

19 Propriétés mécaniques Carbone, argile mécanique Résistance à une contrainte Elasticité

20 Produits commerciaux avec des propriétés mécaniques particulières liées aux nanoparticules Cadre de vélo Raquettes Pneus Avion Balle de bowling Skis

21 Modification des propriétés mécaniques Insertion de nanoparticules dans la matrice polymère Construction de nanofibres

22 Un composé très prometteur : le nanotube de carbone Identification: S.Iijima in 1991 Enroulement du graphene (n,n) Armchair a 1 a 2 θ Chiral angle (n,m) Chiral vector C=na 1 +ma 2 (n,0) Zigzag Iijima, Nature, 56, 354 (1991) Métallique ou semiconducteur suivant l enroulement

23 Un composé très prometteur : le nanotube de carbone

25 Comparaison avec les macroparticules nanotubes Résistance mécanique 100 fois plus résistants que l acier Masse 600 fois plus légers Élasticité 10 fois plus élastiques

26 Propriétés électriques Silicium, carbone, or, aluminium électronique Transfert d électricité Propriétés électrostatiques

27 Produits commerciaux utilisant les propriétés électriques des nanocouches Processeur Lessive antistatique Nettoyant de vitre

28 Électricité statique Charges sont piégées dans des isolants Nanoparticules = chemin conducteur d électricité pour évacuer les charges

29 Percolation Seuil en concentration de nanoparticules pour qu un chemin continu existe

30 Pourquoi des nanoparticules? Avantages Inconvénients Nature de l objet conservée Vieillissement Apparence de l objet conservée Risques sanitaires Facilement incorporable

31 Propriétés optiques Oxyde de titane et de zinc Diffusion Absorption Photocatalyse

32 Produits commerciaux à base d oxyde de zinc ou de titane Crème solaire Solution auto-nettoyante Maquillage

33 Diffusion / Absorption Diffusion de la longueur d onde bleue et rouge sur une molécule de diazote V = volume de la particule λ = longueur d onde Efficacité diff # V 2 /λ 4 Absorption du bleu, jaune et rouge par la chlorophylle Efficacité abs # V/λ

34 Comparaison pour des nanoparticules métalliques Diffusion Absorption Ag Au

35 es nanoparticules dans les crèmes solaires Efficacité abs / Efficacité diff # V/λ 3 # (D/λ) 3 D= diamètre de la particule Nanoparticules de Zinc dans une crème solaire (environ 5%) D entre 100 et 400 nm pour filtrer le rayonnement UV

36 Photocatalyse principe résultat

37 Pourquoi des nanoparticules? Avantages Inconvénients Nature de l objet conservée Vieillissement Apparence de l objet conservée Risques sanitaires Facilement incorporable Rapport surface volume plus important

38 Des nanoparticules aux propriétés variées et riches en application antibactérienne thermique mécanique électronique optique Principe de précaution?

39 MERCI DE VOTRE ATTENTION ET DE REMPLIR LE QUESTIONNAIRE

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