Une évolution Nano, d'une innovation

Une industrie à l'échelle atomique, la nano-technologie - un ensemble de techniques pour travailler la matière atome par atome - sont entrés dans nos vies quotidiennes. Sont déjà utilisés dans les lecteurs de DVD, voiture, etc. Le terme «nano» joue une grande révolution industrielle, et indique le traitement à l'échelle du nanomètre (un milliardième de mètre). Ouvrez la «la frontière de l'infiniment petit», la physico-chimie des matériaux, la nouvelle techno-science de la matière.

Une industrie à l'échelle atomique, la nano-technologie - un ensemble de techniques pour travailler la matière atome par atome - sont entrées dans nos vies quotidiennes. Elles sont déjà utilisées dans les lecteurs de DVD, voiture, etc.
Le terme «nano» joue une grande révolution industrielle, et indique le traitement à l'échelle du nanomètre (un milliardième de mètre). Ouvrez la «frontière de l'infiniment petit», la physico-chimie des matériaux, la nouvelle techno-science de la matière.

Les nano-matériaux sont ici, parmi nous, déjà commercialisé sous forme de nano-tubes de carbone, nano-lasers dans les lecteurs de DVD, nano-puce pour le diagnostic biologique ... On pense aux «usines moléculaires» avec des vecteurs, des bras articulés, des rubans de transport cent mille fois plus petits que le diamètre d'un cheveu humain. Observer la matière, et la travailler à l'échelle atomique, est un horizon fascinant d'innovations prometteuses. Le rêve est certainement celui de «refaire ce que la vie a fait, mais à notre façon», selon les mots du Prix Nobel de chimie en 1987, Jean-Marie Lehn. Il y a aussi ceux qui affirment que la technique devrait prendre la relève dans l'évolution darwinienne, pour prendre en main le destin de l'humanité...

En fait, l'idée de manipuler les atomes, les éléments constitutifs de la matière est devenue une réalité. Le microscope à effet tunnel, mis au point en 1982, a permis ce «zoom dans cet univers de l'atome» ainsi que l'«ingénierie lilliputienne», capables de déplacer des atomes sur commande. Les perspectives d'une «manifacture moléculaire», ventilé par Eric Drexler dans Engines of Creation, se sont ouvertes. L'on commence à fabriquer des brouettes, aspirateurs, voitures transistor moléculaire à un seul atome, ordinateurs quantiques, et ainsi de suite.

Autour du «cœur de métier», la gravité de toutes sortes d'autres technologies qui sont dérivées de la miniaturisation, ou bien, cette fois à partir «d'en bas», d'une réorganisation moléculaire à l'origine de la physico-chimie inédite. Alors que sur une échelle macroscopique domine l'effet collectif de millions d'atomes, en isolant les nano-objets, faits seulement de quelques atomes, des comportements particuliers peuvent se produire : l'augmentation des surfaces de transfert de chaleur (réactivité plus élevée), la résistance mécanique, les fonctions optiques, électromagnétiques ou thermiques.... Plus de la nature chimique de la matière, c'est l'organisation spatiale des atomes qui devient déterminante.

Face à l'inconnu de propriétés émergentes possibles, certains prédisent la révolution, l'autre la continuité. Déjà aujourd'hui, tous les grands secteurs de fabrication - l'électronique, le textile, la santé, l'alimentation ou l'énergie - sont touchés par cette technologie cyclonique. Le groupe automobile Daimler-Benz vend des véhicules avec des freins renforcés ou pièces de moteur en nano-tubes de carbone, une centaine de fois plus fort que l'acier et six fois plus légers; IBM produit le transistor cent mille fois plus fin qu'un cheveu humain, des chercheurs de l'Université Cornell, aux États-Unis, ou l'Institut Curie, en France, réalisent des moteurs moléculaires.

L'industrie des cosmétiques également, depuis quelques années, utilise des nano-particules d'oxyde de zinc pour produire des rouges à lèvres plus résistant, de l'oxyde de titane pour filtrer les rayons ultraviolets, ou de la poudre de zirconium (oxyde de zirconium) pour le vernis à ongles.

Pour de nombreux géants de l'industrie, la production de l'échelle submicronique (sous le millionième de mètre) est une condition de survie. Sony comme ST Microelectronics (associée à Motorola et Philips semiconductors international Bv) viennent à peine d'investir 1,5 milliards d'euros pour la production de semi-conducteurs fabriqués à moins de 90 nanomètres.

Dans le secteur textile, les projets comprennent des fibres métalliques qui peuvent contenir de l'énergie ou intégrer des capteurs. Les nano-matériaux peuvent également améliorer l'efficacité des systèmes d'énergie, permettre de stocker de l'hydrogène ou de fournir des barrières thermiques efficaces. En ce qui concerne la santé, les nanobilles peuvent constituer de nouveaux «véhicules» de matière active, libérable in situ par chauffage infrarouge ou champ magnétique. Les applications dans le domaine de la biométrie ou celui des des systèmes nomades miniaturisé d'informations se multiplient, même si elles sont encore sur échelle micrométrique.

L'année dernière, la société Applied Digital a reçu l'approbation de la Food and Drug Administration (l'autorité des États-Unis dans le domaine de la médecine) pour sa «puce intégrée médicale», qui s'implante sous la peau et transmet grâce à la technologie RFID (Radio Frequency Identification, l'identification par radiofréquence), l'historique médical complet du patient. Économistes «La nano-industrie n'est pas une industrie émergente, mais un éventail de moyens pour manipuler la matière et les matériaux déjà existants capables de s'adapter («intelligents») et hybrides (électroniques milieu de silice et milieu acide)», expliquent les économistes Stephen Baker et Adam Aston. Cela devrait laisser la place à de nouveaux domaines de recherche, permettant la restructuration de nombreux secteurs, comme cela s'est produit avec les ordinateurs, l'électronique et la biotechnologie.

Les premiers progrès affectent les biomatériaux, les catalyseurs, les diagnostics et l'électronique.
Différentes disciplines devraient fusionner pour mieux agir dans l'interface entre la matière vivante et la matière inanimée, le point de rencontre entre chimie, électronique, génétique et autres sciences neurologiques. Les investissements ne se font pas attendre. En 2005, l'effort mondial (académique et industriel) pour les nano-technologies a été estimé à 9 milliards de dollars par la National Nanotechnology Initiative (NNI) américaine, selon une répartition à peu près uniforme entre les pays en Asie, Europe et Amérique du Nord.

De 1998 à 2003, l'investissement public a été multiplié par six en Europe, huit aux États-Unis et au Japon. Le marché mondial de ces technologies, qui représentait déjà pour 40 milliards $ en 2001 et devrait atteindre, selon la National Science Foundation (NSF) américaine, 1.000 milliards par an en 2010. Le train des nanotechnologies est donc parti.

 

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