Nanosciences et Nanotechnologies

La Nanotechnologie est la science, l’ingénierie et la technologie menée à l’échelle nanométrique, qui est d’environ 1 à 100 nanomètres.

Les nanosciences et les nanotechnologies sont définies comme l’étude et l’application d’objets extrêmement petits et qui peuvent être utilisées dans tous les autres domaines scientifiques, tels que la chimie, la biologie, la physique, la science des matériaux et l’ingénierie.

Point de Départ des Nanotechnologies

Les idées et les concepts de la nanoscience et de la nanotechnologie ont commencé par une conférence intitulée « Il y a beaucoup de place au fond» par le physicien Richard Feynman lors d’une réunion de l’American Physical Society à l’Institut californien de technologie (CalTech) le 29 décembre 1959. Le terme nanotechnologie fut utilisé. Dans son discours, Feynman a décrit un processus dans lequel les scientifiques pourraient manipuler et contrôler des atomes et des molécules individuels. Plus d’une décennie plus tard, dans ses explorations de fabrication avec une ultra-précision, le professeur Norio Taniguchi a inventé le terme de nanotechnologie. Ce n’est qu’en 1981, avec le développement du microscope à effet tunnel qui nous a permis «voir» les atomes individuels, la nanotechnologie moderne a commencé.

Figure 1. Image de la reconstruction sur une surface propre d’ or ( 100 ), telle que visualisée en utilisant la microscopie à effet tunnel . Les positions des atomes individuels composant la surface sont visibles.

Concepts fondamentaux de la nanotechnologie

Il est difficile d’imaginer à quel point la nanotechnologie est réduite en termes de dimensions. Un nanomètre est un milliardième de mètre, soit 10 ^-9 de mètre. Voici quelques exemples illustratifs:

• Il y a 25 400 000 nanomètres dans un pouce
• Une feuille de journal fait environ 100 000 nanomètres d’épaisseur
• À une échelle comparative, si un marbre était un nanomètre, alors un mètre serait la taille de la Terre

Les nanosciences et les nanotechnologies impliquent la capacité de voir et de contrôler des atomes et des molécules individuels. Tout sur Terre est composé d’atomes – la nourriture que nous mangeons, les vêtements que nous portons, les bâtiments et les maisons dans lesquels nous vivons, et aussi nos propres corps.

Mais quelque chose d’aussi petit qu’un atome est impossible à voir à l’œil nu. En fait, il est impossible de voir avec les microscopes généralement utilisés dans les cours de sciences au secondaire. Les microscopes nécessaires pour voir les choses à l’échelle nanométrique ont été inventés relativement récemment, il y a environ 30 ans.

Une fois que les scientifiques ont eu les bons outils, tels que le microscope à effet tunnel (STM) et le microscope à force atomique (AFM), l’ère de la nanotechnologie est née.

Bien que les nanosciences et les nanotechnologies modernes soient relativement récentes, les matériaux à l’échelle nanométrique ont été utilisés pendant des siècles. Des particules d’or et d’argent de taille différente ont créé des couleurs dans les vitraux des églises médiévales il y a des centaines d’années. À l’époque, les artistes ne savaient pas que le processus qu’ils avaient utilisé pour créer ces magnifiques œuvres d’art avait entraîné des changements dans la composition des matériaux avec lesquels ils travaillaient.

Les scientifiques et les ingénieurs d’aujourd’hui trouvent une grande variété de façons de fabriquer délibérément des matériaux à l’échelle nanométrique pour tirer parti de leurs propriétés améliorées telles qu’une plus grande résistance, un poids plus léger, un contrôle accru du spectre lumineux et une plus grande réactivité chimique.

Source : https://www.nano.gov