Article de référence | Réf : NM112 v1

Aspects fondamentaux
Les nanotechnologies, du fondamental aux applications

Auteur(s) : Michel WAUTELET

Date de publication : 10 oct. 2004

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les nanosciences et les nanotechnologies peuvent être définies comme étant les sciences et les technologies des systèmes nanoscopiques. Elle sont ainsi appréhendées comme une petite révolution, tant leur grande capacité de manipulation donne lieu à de nombreuses réalisations. Cet article propose une exploration de ce contexte, du fondamental aux applications. Quelques définitions ainsi que les aspects fondamentaux que sont les lois d’échelle et les nanosystèmes sont alors proposés. Par la suite, les différents outils (microscope à sonde locale, techniques optiques et autres) puis quelques grands domaines d’applications (nanoélectronique, biotechnologies, domaine biomédical et secteur spatial) sont présentés.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Nanosciences and nanotechnologies can be defined as the sciences and technologies of nanoscopic systems. They are thus perceived as a small revolution, as their high handling capacity allows for a large number of achievements. This article examines this context, from fundamentals to applications. Some definitions as well as fundamental aspects such as scaling laws and nanosystems are provided. Various tools (local probe microscopes, optical techniques and others) and several major application domains (nanoelectronics, biotechnologies, biomedical domain and aerospatial sector) are then presented.

Auteur(s)

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.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm112


Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(151 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Aspects fondamentaux

Le comportement de la matière à l'échelle nanométrique est différent de celui de la matière à notre échelle. Lorsque les dimensions caractéristiques des éléments diminuent du macroscopique au microscopique (quelques microns), des effets prépondérants à notre échelle deviennent négligeables, alors que d'autres deviennent très importants. Il en est ainsi des effets de la gravité terrestre qui deviennent négligeables à l'échelle de quelques dizaines de microns. Ce sont alors les forces de tension superficielle (ou d'interaction atomique entre surfaces) et de viscosité qui sont de loin les plus intenses. La limite entre les effets macroscopiques et microscopiques n'est pas nette, mais se situe dans le domaine situé entre quelques microns et quelques centaines de microns.

Lorsque l'on diminue encore les dimensions pour atteindre les nanomètres, une autre frontière apparaît. Alors que, au-dessus du micron, les propriétés macroscopiques de la matière restent valables, il n'en est plus de même dans le domaine nanométrique. Le nombre d'atomes en surface devient non négligeable vis-à-vis du nombre d'atomes en volume. Le comportement de la matière donne alors lieu à de nouvelles propriétés physiques, chimiques, voire biologiques.

2.1 Lois d'échelle

Considérons des systèmes avec une dimension linéaire L. Dans la suite de ce paragraphe, et sauf lorsque cela est dit explicitement, nous supposons que toutes les dimensions linéaires varient proportionnellement à L. Donc, toutes les aires S varient comme L2, les volumes V et les masses m comme L3. Les lois d'échelle correspondantes (Ln) de quelques grandeurs sont données dans le tableau 1.

Ces lois d'échelle montrent que différents phénomènes physiques varient différemment avec la taille des constituants. Lorsque l'on désire comparer les effets relatifs de différentes grandeurs caractérisées par différents n dans Ln, plus grand est n, plus son effet est important à grand L. Ou, à l'opposé, moins son effet est important à petit L. Cela est illustré sur la figure 1.

HAUT DE PAGE

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(151 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Aspects fondamentaux
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CAHILL (D.G.) et coll -   Nanoscale thermal transport.  -  J. Appl. Phys., 93, 793-818 (2003).

  • (2) - TIMP (G.L.) (éd.) -   Nanotechnology.  -  Springer (1999).

  • (3) - WAUTELET (M.) (éd.) -   Les Nanotechnologies.  -  Dunod (2003).

  • (4) - BHUSHAN (D.) (éd.) -   Springer Handbook of Nanotechnology.  -  Springer (2004).

  • (5) - FIVEL (M.), FOREST (S.) -   Plasticité cristalline et transition d'échelle : cas du monocristal.  -  [M 4 016], Étude et propriétés des métaux (2004).

  • (6) - COSTA (P.) -   Nanomatériaux. Structure et élaboration.  -  Nanomatériaux- Structure et élaboration[NM 3 010], Nanotechnologies (2001).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Nanosciences et nanotechnologies

(151 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS