Bienvenue sur notre site, créé dans le cadre des TPE.
Nous sommes deux élèves de 1ère S du Lycée Jean Michel à Lons le Saunier, et nous avons choisi comme sujet les nanotechnologies, car nous nous intéressons au fonctionnement et au développement des nouvelles technologies du XXIème siècle.
Pourquoi avons-nous choisi le support Internet? Nous avons choisi de créer un blog par soucis d'originalité, pour se distinguer du traditionnel support papier. De plus, après les épreuves de TPE, celui-ci pourra informer de manière simple les personnes désireuses d'en savoir plus sur les nanotechnologies. L’utilisation de ces technologies peut être reliée aux matières de physique et de SVT.
Nous nous demanderons en quoi les nanotechnologies peuvent-elles nous faciliter la vie, mais représentent-elles un danger pour l’être humain ?
Après avoir présenté les nanotechnologies, nous verrons leurs utilisations en général puis enfin les dangers éventuels qu’elles présentent pour l’être humain.
L’univers des nanotechnologies a été évoqué pour la première
fois par Richard Feynman en 1959 lors de son intervention à la Société
américaine de physique. Mais c’est lors de l’invention du premier microscope à
effet tunnel par IBM en 1981 qui permet vraiment de découvrir le monde nano.
Richard Feynman
Principe du microscope à effet tunnel
Mais
qu’est-ce que les nanotechnologies ?
Il s’agit de l’ensemble des techniques qui permettent de
fabriquer, de manipuler et de caractériser la matière à l’échelle des atomes et
des molécules.
Le terme de
nanotechnologie a été évoqué pour la première fois en 1974 par Norio Taniguchi,
professeur à la Tokyo Science University,pour faire référence à une technologie qui aurait pour but de concevoir,
fabriquer et utiliser des structures de l’ordre du nanomètre.
En 1991,
Sumio Iijima découvre les nanotubes de carbone dans un sous-produit de
fullerènes.
fullurènes
Les
fullerènes, découverts à la fin des années 1970, sontdes sphères carbonées où les atomes de
carbone ont une structure qui rappelle un ballon de football.
2) Fabrication des nanotechnologies.
Il y a trois procédés de fabrication de nanotechnologies
possibles :
Procédés à
haute température : (T > 3000°C)
·Vaporisation laser : un faisceau laser dirigé sur
une cible de poudre de graphite compacte
·Méthode dite de l’arc électrique : on fait passer
un fort courant électrique entre deux électrodes en graphite
Procédés à basse température :
nanotube de carbone
·Décomposition d’un gaz carboné par transformation
chimique sur des articules métalliques.
Les nanotubes de carbone sont facturés à environ 1$ le gramme.
Les nanotechnologies deviendront omniprésentes dans notre quotidien et
commencent déjà à faire partie de notre vie.
Les cosmétiques :
Les crèmes solaires
contiennent des nano particules de dioxyde de titane, qui absorbentles UV à l’échelle du nano.
Nanoparticules d'argent
Les vêtements :
De nombreux concepts
ont été mis au point.
Tout d’abord,
l’utilisation de nanoparticules d’argent.
Ces particules ont des
propriétés bactéricides donc permettent un effet anti-odeurs.
Des produits
autonettoyants ont été développés. Ils reprennent le principe de l’effet Lotus.
La feuille de lotus
L’effet Lotus,
également appelé phénomène de super-hydrophobie, provient de l’observation du
mécanisme autonettoyant des feuilles de lotus.
Les scientifiques ont
remarqué que l’eau déperlait sur les feuilles tout en capturant les poussières
et les saletés rendant ainsi les feuilles toujours propres.
Structure de la feuille de lotus
L’incroyable propriété
de la feuille de lotus est due à la présence d’une multitude de petites
structures super hydrophobes qui sont couvertes de cire de l’ordre de quelques
microns.
L’eau est alors
repoussée par la cire et elle rebondie en même temps sur les petites structures.
L’eau s’écoule ainsi facilement sans s’étaler, et emporte avec elle les débris.
Cette découverte a
entraîné le bio mimétisme : l’homme s’est inspiré du mécanisme naturel
pour créer des objets ayant les mêmes propriétés.
Ainsi
plusieurs entreprises ont développédes
produits aux capacités super hydrophobes premièrement destinés aux industries
en tout genre, mais qui devraient bientôt être accessibles au grand public.
Par exemple, une entreprise, HzO, a développé une protection (un
produit / spray) permettant après traitement de rendre son Smartphone ou
tablette complètement hydrophobe. Le produit n’est pas appliqué que sur
l’extérieur mais aussi sur les circuits internes, batterie, etc.
La loi de Moore,
énoncée en 1965, prévoit que le nombre de transistors présents sur les puces
électroniques doubleront tous les 18 mois.
Un transistor est un
composant de puce électroniques à la base de tous les circuits électroniques.
Jusqu'à aujourd’hui,
cette loi était « respectée » mais aujourd’hui les ingénieurs sont
confrontés à un problème de taille.
La miniaturisation des
composants électroniquesn’est
aujourd’hui possible que grâce aux nanotechnologies. Dans le futur, ces
composants seront plus petits mais plus performant.
Exemple de
miniaturisation : les premiers téléphones portables étaient très
imposants et il n’était possible que de passer des appels. Aujourd’hui, ils ne
sont pas plus grands qu’une main et débouchent sur un grand éventail de
possibilités.
2)L’utilisation potentielle dans la médecine.
Les nanotechnologies sont susceptibles d’obtenir une
grande place dans la médecine. En effet, l’on pourrait créer des médicaments
capables de cibler directement les cellules infectées et libérer les
traitements. Par exemple, des scientifiques canadiens ont réussis à créer des
cages à médicaments, constituées de brins d’ADN. Ces nano-cages pourraient à
terme être utilisées dans le traitement des leucémies et autres cancers.
Exemple de nanorobot
De plus, des nano-robots sont en cours de
développement, un peu partout dans le monde. Ceux-ci relèvent encore de la
fiction pour le moment. Ils verront peut-être le jour d’ici 2020/2025. Ils
seront capables de se déplacer en autonomie dans le corps, régénérer des
tissus, améliorer le transport de l’oxygène, et traiter des défaillances
cérébrales, ou bien améliorer les capacités des neurones en créant plus de
liaisons, bien évidemment artificielles.
