Les nanotechnologies : du fondamental aux applications : Quelques grands domaines d’application

2.1 - Lois d’échelle

Tableau 1
2.2 - Nanosystèmes

3.1 - Microscopes à sonde locale
3.2 - Techniques optiques
3.3 - Autres outils
3.4 - Simulations

4 - Quelques grands domaines d’application

4.1 - Nanoélectronique
4.2 - Biotechnologies
4.3 - Domaine biomédical
4.4 - Secteur spatial

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Auteur(s)

Michel WAUTELET

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INTRODUCTION

Les nanotechnologies sont présentées comme une révolution. La capacité de contrôler individuellement les atomes donne lieu à de nombreuses spéculations. Certes, un vaste champ d’applications s’ouvre (électronique, aéronautique, chimie, biotechnologies) tant les propriétés des nanosystèmes s'avèrent nouvelles.

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https://doi.org/10.51257/a-v1-re19

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4. Quelques grands domaines d’application

Michel WAUTELET est physicien et professeur à l’université de Mons-Hainaut, en Belgique.

Les domaines d’application des nanotechnologies sont nombreux. Même si des nanoparticules sont déjà présentes dans des produits que nous achetons (automobiles, vêtements...), pour le futur, les nanotechnologies modifieront de manière profonde la façon dont les matériaux et les appareillages seront produits. La capacité de synthétiser des briques fondamentales (building blocks) avec une taille et une composition désirées, puis de les assembler dans des structures plus grandes, avec des propriétés et des fonctions spécifiques, vont révolutionner les matériaux et les fabrications. Les chercheurs seront capables de développer des structures inexistantes dans la nature, au-delà de ce que la chimie peut nous offrir.

Parmi les avantages de ces matériaux et appareillages, notons des matériaux légers, plus résistants, programmables, la réduction des coûts de vie (life-cycle costs) via des pannes moindres, des appareils basés sur des principes et architectures nouveaux et l’utilisation de méthodes de fabrication à l’échelle moléculaire et des amas, etc.

Une estimation du marché des nanotechnologies à l’horizon 2015 est donnée dans le tableau 2.

4.1 Nanoélectronique

Le domaine de la nanoélectronique est associé aux ordinateurs moléculaires et quantiques. Derrière un mot unique se cachent cependant plusieurs concepts, qui n’ont en commun que le préfixe « nano ».

Depuis les années 1970, les chimistes et physiciens conçoivent, dessinent et fabriquent des molécules qui, individuellement, remplissent les fonctions des résistances, diodes, transistors, interrupteurs. Dès le début des années 1970, des chercheurs d’IBM ont breveté l’idée qu’une seule molécule puisse fonctionner comme un élément de mémoire. Quelques années plus tard, d’autres chercheurs ont imaginé qu’une molécule puisse se comporter comme une diode quand elle est placée entre deux électrodes métalliques. Le passage de la théorie à la pratique ne fut cependant pas simple. Mais avec l’invention du STM, en 1981, les choses se sont accélérées. Des essais d’interconnexion sur une molécule, la possibilité de manipuler...

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