Matériaux de référence pour la nanométrologie - État des lieux

L’intérêt qui persiste autour des nanomatériaux, et le vaste champ d’applications que l’on peut en attendre, s’expliquent par la forte dépendance des propriétés physicochimiques d’objets, dont la dimension est comprise entre 1 et 100 nm, avec ses caractéristiques dimensionnelles (taille et morphologie). Ainsi, pour chaque propriété fonctionnelle souhaitée (électronique, magnétique, optique, thermodynamique, mécanique, etc.) associée à une application particulière (tous les secteurs d’activité sont concernés), il est possible de concevoir un nanomatériau spécifique. L’ensemble des acteurs impliqués dans ce domaine s’accorde sur le fait que le développement d’une métrologie et d’une instrumentation adaptées au domaine nanométrique (1 nm–100 nm) aurait un effet « catalyseur » sur le développement global des nanotechnologies.

L’ensemble de la chaîne de valeur liée à la production et à l’utilisation des nanomatériaux et nanotechnologies est concernée par la mesure, de la recherche fondamentale aux lignes de production en passant par les équipes engagées dans les études de l’impact de ces matériaux sur la santé et sur l’environnement. Toute la filière a donc besoin de données fiables, de méthodes de caractérisation robustes et reproductibles et de confiance dans les résultats de mesure.

La mesure joue tout d’abord un rôle crucial dans le domaine de la recherche fondamentale en permettant d’accroître les connaissances sur les propriétés des nanomatériaux afin de mieux comprendre la corrélation qui existe entre, d’une part, les paramètres physicochimiques des nano-objets et, d’autre part, les propriétés physiques nouvelles qui apparaissent à ces échelles nanométriques. Ensuite, les industriels qui produisent ces nanomatériaux attendent des outils précis pour un meilleur contrôle des processus de fabrication et une amélioration de leur système qualité. En outre, le passage du laboratoire à l’échelle industrielle (la montée en échelle, scale up ) reste une étape délicate pour le développement des nanomatériaux, car les méthodes de synthèse sont souvent spécifiques et particulières. De plus, il est déterminant de conserver les caractéristiques précises des nano-objets élaborés en laboratoire, afin d’en conserver les propriétés à toutes les étapes de l’industrialisation. Cette surveillance passe par la mise en œuvre de méthode de mesurage capable de fournir des mesures exactes, c’est-à-dire, à la fois justes et fidèles (voir §  ...