Terminale spécialité_thème 1_LES MATERIAUX Nouveaux matériaux_ae 7

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1 LES NANOTECHNOLOGIES : Pour une planète plus verte Quels pourraient être les solutions radicalement nouvelles apportées par les nanotechnologies? Les nanotechnologies nous promettent un monde plus vert et plus durable. Le nano est le de mètre, le monde invisible des. A cette échelle, la matière présente des étonnantes. I. L ENERGIE. But :.. La quantité d énergie émise par le soleil qui atteint la Terre en une heure pourrait suffire à couvrir nos besoins pour une entière si nous étions capables de toute cette énergie et de la transformer en. Quel est le problème des panneaux solaires? Solution apportée : Les cristaux semi-conducteurs se comportent comme des minuscules qui transforment l énergie en. Quels sont les avantages de ces cristaux? Quels sont les deux aspects très prometteurs? Quel est le gros avantage de l Arabie Saoudite? Quel est l avantage des nanocristaux? M.Meyniel 1/7

2 La moitié de l énergie solaire se trouve dans les fréquences et l autre moitié dans. Il faut pouvoir convertir l énergie de.. Une propriété de nanoparticules : Selon leur. et leur, elles réagissent à différentes parties du spectre lumineux. En changeant les dimensions des nanoparticules, on change les qui vont être (un peu comme la corde d une guitare). Avantage des futurs panneaux solaires : II. L EAU. Quels sont les problèmes actuels liés à l eau? Quel est le problème de l eau mexicaine? Quelle est la solution actuelle éventuelle : Comment procéder pour éliminer les polluants? Une colonne de classique, un tube rempli de matériau destiné à retenir les. que l on cherche à éliminer. Une couche de, une couche de et un couche de l ingrédient actif qui devrait l arsenic présent dans l eau : l. Quelle est la propriété de la magnétite? Les matériaux à échelle nanométrique ont une manière très particulière d avec les particules qui les entourent. Comment expliquer cette différence? Plus ces grains sont, plus un matériau présente une grande. Pour une faible différence de, l augmentation de surface est. Or, c est par les contacts de surface que se produisent les. Les nanomatériaux voient ses propriétés multiplier à l extrême. Leur recherche : une solution économique et simple qui règle le problème. M.Meyniel 2/7

3 Quels sont les trois avantages de ces nanoparticules? Quel résultat avec la nanorouille? III. L AIR. Quels problèmes? Quelle conséquence est liée à la présence de nanoparticules? De combien de fois, le niveau de pollution à l intérieur d une voiture est-il plus élevé qu à l extérieur? Solution : Additionner des nanoparticules d comme au carburant diesel. Rôle de l oxyde de cérium :. la réaction de combustion. Le carburant brûle un peu plus La combustion ne laisse aucun.. IV. LA TERRE Quel but? Quelle solution pour neutraliser les nombreux polluants : Pourquoi injecter ces nanominéraux? Quels problèmes posent les opérations de dépollutions? M.Meyniel 3/7

4 Quel est l avantage de ce moyen de dépollution? La réactivité exceptionnelle des «nano» est un atout qui va permettre de développer des moyens plus accessibles et efficaces. V. LES RISQUES. Question : Est-ce que ces technologies sont inoffensives? Ne vont-elles pas être de nouvelles sources de problèmes pour l avenir, comme l amiante? Quels sont les problèmes de l amiante? Comment connaitre l impact des nanoparticules sur l environnement? On teste le comportement des nanomatériaux dans des environnements très : les qui contiennent de la terre, de l eau, des poissons, des plantes, des insectes, Dans quel but faire ces tests? Quelle est l utilisation faite des nanoparticules d argent : Décrire le parcours de ces nanoparticules : Quelles questions les nanoparticules d argent posent-elles? CONCLUSION : En changeant d échelle de notre intervention dans la matière, les nanotechnologies ont ouvert un champ gigantesque et les propriétés remarquables des nanoparticules n en finissent pas d émerveiller les chercheurs. Est-il seulement imaginable de pouvoir garantir, scientifiquement, qu il n y aura jamais de conséquences négatives, à l utilisation d une technologie? Pouvons-nous nous satisfaire de la des chercheurs plutôt que de certitudes. établies? La suite des évènements se passe page 181 puis pages de votre livre. M.Meyniel 4/7

5 CORRECTION : LES NANOTECHNOLOGIES : Pour une planète plus verte Quels pourraient être les solutions radicalement nouvelles apportées par les nanotechnologies? Capteur solaire place importante dans la production d énergie Réduction des émissions polluantes Elimination des dangereux polluants des eaux Restaurer les sols détruits par l exploitation du passé Les nanotechnologies nous promettent un monde plus vert et plus durable. Le nano est le milliardième de mètre, le monde invisible des atomes et des molécules. A cette échelle, la matière présente des propriétés étonnantes. I. L ENERGIE. But : développer des moyens durables pour produire de l énergie La quantité d énergie émise par le soleil qui atteint la Terre en une heure pourrait suffire à couvrir nos besoins pour une année entière si nous étions capables de capter toute cette énergie et de la transformer en électricité. Quel est le problème des panneaux solaires? Les panneaux solaires ont un rapport coût/efficacité qui ne permet pas de concurrencer les autres sources d énergie. Solution apportée : Les cristaux semi-conducteurs se comportent comme des minuscules capteurs lumineuse en électricité. qui transforment l énergie Quels sont les avantages de ces cristaux? facile à produire peu onéreux On peut les déposer facilement, comme une peinture Quels sont les deux aspects très prometteurs? Rapport coût / performance Capteur solaire flexible déposable en peinture. Quel est le gros avantage de l Arabie Saoudite? Quantité de soleil qui bombarde le désert = potentiel gigantesque Quel est l avantage des nanocristaux? Capter l énergie de l ensemble du spectre lumineux La moitié de l énergie solaire se trouve dans les fréquences infrarouges et l autre moitié le spectre visible. Il faut pouvoir convertir l énergie de tout le spectre lumineux. Une propriété de nanoparticules : Selon leur taille et leur forme, elles réagissent à différentes parties du spectre lumineux. En changeant les dimensions des nanoparticules, on change les fréquences qui vont être absorbées (un peu comme la corde d une guitare). Avantage des futurs panneaux solaires : facilité d installation II. L EAU. Quels sont les problèmes actuels liés à l eau? accès à l eau potable réserve d eau douce ne sont pas infinies et sont contaminées par différents polluant M.Meyniel 5/7

6 Quel est le problème de l eau mexicaine? L eau mexicaine est polluée à l arsenic. Il est très difficile d éliminer l arsenic avec les méthodes actuelles. Quelle est la solution actuelle éventuelle : Propriétés des nanomatériaux Comment procéder pour éliminer les polluants? Une colonne de filtration classique, un tube rempli de matériau destiné à retenir les polluants que l on cherche à éliminer. Une couche de gravier, une couche de sable et une couche de l ingrédient actif qui devrait capter l arsenic présent dans l eau : l oxyde de fer. Quelle est la propriété de la magnétite? Créer des liens très forts avec l arsenic. Les matériaux à échelle nanométrique ont une manière très particulière d interagir avec les particules qui les entourent. Comment expliquer cette différence? Plus ces grains sont petits, plus un matériau présente une grande surface grande de contact de contact. Pour une faible différence de taille, l augmentation de surface est impressionnante. Or, c est par les contacts de surface que se produisent les réactions chimiques. Les nanomatériaux voient ses propriétés chimiques multiplier à l extrême. Leur recherche : une solution économique et simple qui règle le problème. Quels sont les trois avantages de ces nanoparticules? produites avec des moyens simples ingrédients facilement disponibles coût très bas Quel résultat avec la nanorouille? L eau qui sort de la colonne ne contient plus d arsenic III. L AIR. Quels problèmes? L air est pollué par les gaz d échappement de nos voitures (gaz + nanoparticules). L air contient une quantité non négligeable de nanoparticules et certaines peuvent être très dangereuses. Quelle conséquence est liée à la présence de nanoparticules? Inflammation des poumons crise cardiaque De combien de fois, le niveau de pollution à l intérieur d une voiture est-il plus élevé qu à l extérieur? 4 à 5 fois Solution : Additionner des nanoparticules d oxyde de cérium comme additif au carburant diesel. Rôle de l oxyde de cérium : Catalyser la réaction de combustion. Le carburant brûle un peu plus efficacement La combustion ne laisse aucun résidu. IV. LA TERRE Quel but? Débarasser le sous-sol de produits dont on sait qu ils sont une grave menace pour l environnement M.Meyniel 6/7

7 Quelle solution pour neutraliser les nombreux polluants : Les nanoparticules Pourquoi injecter ces nanominéraux? Pour attaquer la contamination sur cette zones Pour anticiper sur la future pollution Quels problèmes posent les opérations de dépollutions? Les opérations de dépollution nécessitaient des moyens et des investissement trop important pour qu elle soit envisageable. Quel est l avantage de ce moyen de dépollution? Elle permet d intervenir à la source même de la pollution La réactivité exceptionnelle des «nano» est un atout qui va permettre de développer des moyens plus accessibles et efficaces. V. LES RISQUES. Question : Est-ce que ces technologies sont inoffensives? Ne vont-elles pas être de nouvelles sources de problèmes pour l avenir, comme l amiante? Quels sont les problèmes de l amiante? Fibres très fines, en suspension dans l air, et qui lorsqu on les respire provoque des dommage aux poumons. Comment connaitre l impact des nanoparticules sur l environnement? On teste le comportement des nanomatériaux dans des environnements très complexes : les mesocosmes qui contiennent de la terre, de l eau, des poissons, des plantes, des insectes, Dans quel but faire ces tests? Recherche l influence des nanoparticules d argent Quelle est l utilisation faite des nanoparticules d argent : Antibactérien Décrire le parcours de ces nanoparticules : utilisation eaux usées usines de retraitement séparation eaux / boues Les boues sont couramment utilisées comme engrais dans l agriculture Quelles questions les nanoparticules d argent posent-elles? Combien de temps vont-elles rester? Où vont-elles aller? Sur quel organisme vont-elles avoir une action entre temps? CONCLUSION : En changeant d échelle de notre intervention dans la matière, les nanotechnologies ont ouvert un champ gigantesque et les propriétés remarquables des nanoparticules n en finissent pas d émerveiller les chercheurs. Est-il seulement imaginable de pouvoir garantir, scientifiquement, qu il n y aura jamais de conséquences négatives, à l utilisation d une technologie? Pouvons-nous nous satisfaire de la conviction des chercheurs plutôt que de certitudes scientifiquement établies? M.Meyniel 7/7