Comment expliquer ce qu est la NANOTECHNOLOGIE
Vous vous souvenez que tout est constitué d atomes, non? Une pierre, un stylo, un jeu vidéo, une télévision, un chien et vous également; tout est fait d atomes.
Les atomes s assemblent en molécules ou forment des matériaux. La nanotechnologie désigne la manipulation des atomes ou des molécules pour fabriquer des matériaux, des appareils et même des machines.
Depuis que l homme a commencé à fabriquer des choses, il est toujours parti de grosses choses (bois, pierres, minerais) pour obtenir ou extraire ce qu il voulait. À présent, nous voulons partir de petites choses (des atomes et des molécules) que l on assemble pour obtenir ce que l on souhaite. C est un peu comme un jeu de construction.
Pour fabriquer un canoë, on prend un arbre Mais pour faire des cure-dents, partiriez-vous d un tronc d arbre ou préféreriez-vous utiliser des particules plus petites?
En partant de "grosses choses" nous avons fabriqué des objets avec la précision dont nous étions capables mais en même temps, nous avons produit beaucoup de déchets ou de pollution, et consommé beaucoup d énergie. Lorsque nous sommes devenus plus forts en technologie, notre précision s est affinée, la production de déchets et la pollution ont diminué, mais l approche est restée la même.
Partir de "petites choses" c est rechercher la précision absolue (à l atome près!), la maîtrise totale des procédés, l absence de déchets et une utilisation plus raisonnable de l énergie (avec moins de CO2, moins d effet de serre... vous avez peut-être entendu parler de ça à la télé).
Quel est l intérêt de partir de petites choses la distance qui sépare le centre de deux ballons de football est plus grande que la distance qui sépare le centre de deux noisettes plus petit implique plus proche (et donc plus rapide à rejoindre) le sucre ou le sel se dissolvent plus vite lorsqu ils sont en poudre que lorsqu ils sont en morceaux ou sous forme de cristaux plus petit peut signifier plus réactif
Essayez de faire cet exercice: Combien un cube a-t- il de faces? Si ce cube a une arête de 1cm, quelle est la surface totale du cube? Si vous coupez ce cube trois fois (une fois dans le plan horizontal, une fois dans le plan vertical, et une troisième fois toujours dans le plan vertical mais perpendiculairement au plan de coupe précédent), combien de cubes obtenez-vous? Chaque nouveau cube aura une arête de 0,5 cm; quelle sera alors la surface totale de l ensemble des nouveaux cubes? Vous voyez qu à poids égal (ou plutôt à masse égale), plus petit implique une surface plus grande et, par exemple, dans le cas du sucre et de l eau, plus réactif.
La recherche en nanotechnologie est une entreprise particulièrement exaltante. Beaucoup de grands esprits de ce monde se sont engagés sur cette voie et, plus que jamais, nous avons besoin d étudiants et de chercheurs brillants. We can see and move atoms We can see and move molecules
Savons-nous déjà faire ça? Pas vraiment. C est pour cela que nous devons faire beaucoup de recherche. Pour le moment, nous savons quand même faire quelques petites choses, surtout en électronique, en optique et en science des matériaux avec les nanoparticules, par exemple celles qui se trouvent dans les crèmes solaires (vous utilisez de l indice 8 ou du 20)? Il s agit en fait de la quantité de nanoparticules contenues dans la crème pour absorber le rayonnement ultra-violet qui peut brûler votre peau).
Les applications envisageables pour l avenir sont, par exemple: > des mesures avec une précision d un atome; > des capteurs pour détecter les substances dangereuses; > des systèmes électroniques dont le moindre électron peut être utilisé; > des membranes pour réaliser des séparations de très haute précision; > des matériaux qui changent de propriétés en fonction des besoins; > des nano-machines; > des nano-robots qui pénètrent à l intérieur de votre corps pour le nettoyer ou le réparer ; mais nous n en sommes qu au début. Avant d arriver à ces résultats, nous allons devoir faire travailler nos neurones et redoubler d efforts
Quelques exemples en ce qui concerne les matériaux: des textiles qui changent de propriétés en fonction des besoin, par exemple, qui sont légers en été et qui vous tiennent chaud en hiver; des fourchettes, des cuillères, des plats, des récipients, des vêtements,... qui ne se salissent pas ou qui ne se mouillent pas, comme une toile cirée lorsque vous renversez de l eau dessus; enfin, vous n entendrez plus votre mère vous dire que vous avez sali votre T-shirt! Des nanotubes en carton peuvent se révéler plus résistants que l acier et plus légers que le plastique
... des matériaux qui permettent de réparer vos os et vos dents et qui sont indiscernables des vrais; des matériaux très résistants et très légers pour fabriquer des voitures, des avions et des engins spatiaux capables d effectuer des trajets beaucoup plus longs en consommant beaucoup moins d énergie; et bien d autres choses encore à l avenir (il suffit de se rappeler qu il y a seulement 10 ans, les téléphones mobiles n existaient pas!). Les matériaux à structure plus fine ou à grains plus petits peuvent être plus solides et plus légers.
De quoi avons nous besoin pour progresser plus rapidement? de personnel qualifié, d étudiants brillants, d infrastructures (laboratoires, ), d instruments (microscopes, ), d une coordination des efforts et d une masse critique, de moyens financiers, et de gens qui comprennent ce que nous essayons de faire!
Pour en savoir plus, vous pouvez faire une recherche sur internet en tapant le mot nanotechnologie. Sinon, commencez par consulter ces deux sites web (en anglais): @ http://cordis.europa.eu/nanotechnology pour savoir ce que nous faisons en Europe, @ www.nano.gov pour les États-Unis (et n oubliez pas la partie réservée aux enfants for kids!)
À propos Le préfixe nano vient du grec ancien qui signifiait nain. En science et en technologie, ce préfixe désigne un milliardième (vous savez déjà, par exemple, que le préfixe kilo veut dire mille).
Un nanomètre est donc un milliardième de mètre (ou un millionième de millimètre, etc.). Cela peut s écrire 10-9 mètre ou 1 nm en abrégé. Le rayon d un atome d or est de 0,14 nm. Un demi-nanomètre est la dimension linéaire d une petite molécule comme le méthane (CH4). Un cheveu humain est environ 100 000 fois plus gros.
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