Les Nano-

technologies

VISSAULT EmericARCHAMBEAU Tony

C'est quoi?

C'est l'étude, la fabrication et la manipulation de structures et de systèmes matériels à l'échelle des nanomètres.

C'est où?

l'optique

la biologie

l'électronique

la mécanique

la chimie

l'environnement

p1/14p1/14

Pourquoi miniaturiser?

Les avantages d'un objet plus petit sont :

- Plus facile à transporter.

- Moins d'énergie.

- Consomme moins.

- Produit moins de déchets.

- Coûte moins cher.

Comment faire?

Voie descendante :

Optimiser les techniques pour mieux miniaturiser.

Voie ascendante :

Assembler atome par atome pour faire un objet. p2/14p2/14

nano-objets

Utilisations des nanotubes :

Créer un ascenseur spatial permettant de mettre en orbite des charges de plusieurs tonnes.

p3/14p3/14

nano-objets

Utilisations du verre nano-structuré :

Réfléchir les rayons infrarouges solaire (donc la chaleur). Détruire les salissures grasses. Supprime les reflets gênants. Influer sur la transparence à volonté.

p4/14p4/14

Applications à l’environnement et l’énergie

- L’énergie photovoltaïque se développe rapidement (40% par an)

- On cherche à améliorer leur rendement encore faible (15% environ)

- Inconvénient : Coût du watt photovoltaïque “silicium” trop élevé

Autre piste : Utilisation de cellules nanocristallines qui pourraient être rendu transparentes…

Capter l’énergie solaireCapter l’énergie solaire

Générateurs photovoltaïques intégrés à un bâtiment du CNRS à Perpignan

p5/14p5/14

Applications à l’environnement et l’énergie

Mieux détecter et filtrerMieux détecter et filtrerDétection et séparation des substances polluantes à l’aide de capteurs et de filtres améliorés par nanostructuration

10 à 100 nano-fils de palladium connectés au dispositif de mesure

Tamis dont les pores ont des tailles nanométriques

p6/14p6/14

Applications à l’environnement et l’énergie

Coller sans adhésifColler sans adhésif

Propre sans détergentPropre sans détergent

Les colles et les adhésifs sont de plus en plus performants, mais parfois, dans la nature, “cela tient tout seul”.

Les surfaces sont à des distances nanométriques.Leurs atomes s’attirent alors sous l’effet de forces interatomiques

Le lotus dispose d’un système autonettoyant nanométrique que l’on commence à comprendre et à copier

La surface des végétaux qui ne se mouillent pas,ont un relief nanostructuré.

p7/14p7/14

Biologie - Médecine

Utilisations des nanocristaux :

Localiser une biopuce. Localiser des tumeurs. etc ...

p8/14p8/14

Biologie - Médecine

Utilisations des nano-robots :

Outils de diagnostic. Administration de médicaments

p9/14p9/14

Applications en électronique

Les molécules,Les molécules,composants électroniques du futur ?composants électroniques du futur ?

Transistor de base actuel

Transistor à l’échelle nanométrique (100nm)(existe actuellement)

Schématisation d’un tansistor à l’échellemoléculaire

Dans le domaine de l’électronique, on essaie de miniaturiser en suivant la “voie ascendante”, à partir de molécules individuelles)

Depuis 30 ans, grâce à la miniaturisation, le nombre de transistors dans un microprocesseur double tout les 18 mois

Les experts prévoient que les molécules seront intégrées dans les composants électroniques à l’échéance de 10 ou 20 ans.

p10/14p10/14

Applications en électronique

La course à la miniaturisationLa course à la miniaturisation

La lecture des disques dursest un phénomène nanométrique

Ce que nous promettent les nanotechnologies :

- LLa capacité de stocker plus de 5 téraoctets sur un timbre-poste a capacité de stocker plus de 5 téraoctets sur un timbre-poste (5000 Giga octect !)(5000 Giga octect !)

- DDes processeurs plus petits qu’un grain de poussièrees processeurs plus petits qu’un grain de poussière assemblés par des bactéries assemblés par des bactéries (!)(!)

- Réalisation de super diodes électroluminescentes, Réalisation de super diodes électroluminescentes, très lumineuses et à faible consommationtrès lumineuses et à faible consommation

et bien plus encore…et bien plus encore…

p11/14p11/14

Un essor mondial

- Tout les pays industrialisés y sont engagés

- Investiment mondial estimé à 9 milliard de dollars en 2005

- on prévoit un chiffre d’affaire de 1000 milliard de dollars vers 2015

- En France: les nanosciences impliquent : * 200 laboratoires

* plus de 3000 chercheurs, étudiantset personnels des universités et des grandsorganismes de recherche

ImpressionnantImpressionnant

p12/14p12/14

Incertitudes, risques et craintes

3 types de craintes3 types de craintes

Usage malveillant des découvertesUsage malveillant des découvertes

Perte de contrôle des applicationsPerte de contrôle des applications

La science et la technique vont trop loinLa science et la technique vont trop loinet transgresses les lois naturelleset transgresses les lois naturelles

p13/14p13/14

Toxicités et pollutions nouvelles

Nous inhalons plusieurs millions de nanoparticules à chaque inspiration !

Les connaissances sont encore très incomplètes

Des études de plus en plus nombreuses sont en cours pour évaluer les toxicités

Les nanoparticules avérées dangereuses ou polluantes, devront être utilisées dans des conditions d’isolement adéquates mais leur devenir,

comme déchet, devra être soigneusement contrôlé.

? !!!p14/14p14/14

Merci de votre Attention