Les Nanotechnologies

Les nanosciences et les nanotechnologies peuvent être définies comme étant les sciences et les technologies des systèmes nanoscopiques. Elles se réfèrent à une même échelle, le nanomètre, soit le milliardième de mètre. Ces « sciences » ont émergé dans les années 80 avec la mise au point de nouveaux outils d’observation à l’échelle atomique, en l'occurrence les microscopes à effet tunnel, qui ont permis de franchir un pas décisif dans l’observation et le déplacement des atomes.

Aujourd'hui, les nanosciences regroupent les recherches visant à comprendre et mettre en œuvre les phénomènes, lois physiques et propriétés apparaissant dans les objets, dispositifs et systèmes dont au moins une dimension est nanométrique.

Elles constituent une base de connaissances sur les phénomènes nouveaux et spécifiques liés à cette échelle.Les nanotechnologies, quant à elles, regroupent les instruments, les techniques de fabrication et les applications dérivées exploitant les phénomènes spécifiques liées à cette échelle nanométrique.

Le vaste champ des nanosciences et nanotechnologies ("nanos") cherche donc à comprendre, maîtriser, et utiliser ces nouveaux phénomènes et en envisage les applications.Parmi les secteurs les plus concernés par le développement des nanosciences et des nanotechnologies figurent notamment l’énergie et la santé (voir " chapitre 3").

De façon générale, les "nanos" se présentent comme des technologies pouvant être associées à des technologies existantes pour leur apporter des améliorations significatives (enabling technologies). C'est pourquoi, elles pourraient irriguer tous les secteurs industriels.

A l’heure actuelle, les nanotechnologies sont utilisées dans un grand nombre de produits. En 2009, l’initiative américaine The Project on Emerging Nanotechnologies a ainsi inventorié (www.nanotechproject.org) plus de 1000 produits commerciaux considérés comme basés sur les nanotechnologies (c'est à dire que ces produits utilisent un composant ou des techniques nanos). Les catégories qui comptent le plus de produits dans cet inventaire sont les cosmétiques, l’habillement et les soins personnels.Pour construire, assembler et caractériser les nanotechnologies, deux voies sont possibles : une voie dite descendante ou top-down, et une voie dite ascendante ou bottom-up.

La voie descendante, top-down, utilise l’amélioration des procédés de gravure de la microélectronique qui permettent de réaliser des structures de taille inférieure à quelques dizaines de nanomètres. Il s'agit de miniaturiser des objets déjà existants de taille micro ou macrométrique pour se rapprocher des dimensions nanométriques. Cette voie est utilisée depuis plus de 40 ans dans le domaine de la microélectronique. Elle a permis de mettre au point le circuit intégré sur puce.

La voie ascendante, bottum-up, consiste à assembler des composants élémentaires (atomes, molécules, agrégats) pour fabriquer des structures plus complexes. C’est l’une des voies d’avenir à plus ou moins long terme pour dépasser les limitations de la "la loi de Moore" , dans le domaine de la microélectronique. Mais c'est une voie encore au stade expérimental, la voie descendante étant la seule à avoir déjà fait ses

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