Nanotechnologies : à quoi pourrait servir l’infiniment petit ? (2)
Suite et fin de notre tour d’horizon des perspectives ouvertes dans le domaine de la construction par les nanotechnologies.
La peinture solaire
Les nanotechnologies pourraient également être utilisées dans la conception des panneaux solaires. Ainsi, un panneau solaire classique est composé de nombreuses cellules photovoltaïques et le courant obtenu dépend de la taille de ce panneau et du nombre de cellules qu’il contient. Le concept de la peinture solaire consiste à intégrer des nanoparticules de semi-conducteurs à l’encre sur de longs rouleaux de papier d’aluminium, qui sont ensuite découpés en panneaux solaires. Ces panneaux solaires souples peuvent se dérouler sur les toits, s’intégrer dans les matériaux plastiques ou textiles, et sont à même de produire de l’électricité à un coût inférieur d’un tiers à celui d’un panneau classique. Ces nanoparticules peuvent même être intégrées directement dans une couche de peinture (voir photo). En plus d’être applicable sur n’importe quelle surface, ces nanoparticules solaires sont à même de produire de l’électricité à un coût inférieur d’un tiers à celui d’un panneau solaire classique. Les scientifiques cherchent maintenant à améliorer leur rendement.
L’électronique moléculaire
Un des grands défis de l’électronique est de remplacer le transistor classique par une molécule chimique ou biologique fonctionnant comme un interrupteur de courant électrique. La taille du transistor (le composant électronique actif fondamental en électronique) pourrait être divisée par mille, ce qui permettrait de fabriquer des ordinateurs beaucoup plus petits, plus rapides, moins chers et consommant beaucoup moins d’électricité.
Les nanomatériaux
Les alliages métalliques utilisés dans les matériaux de construction sont en général composés de grains de dimensions micrométriques. En diminuant la taille de ces grains à une centaine de nanomètres, on obtient des matériaux qui sont plus légers et qui ont de meilleures propriétés mécaniques. Les nanograins sont plus résistants car ils n’ont pas les défauts présents dans les grains des matériaux traditionnels. Le cuivre nanocristallin est ainsi trois fois plus résistant que le cuivre classique. Ils sont en outre plus malléables : en effet, quand on déforme le métal, les nanograins glissent plus facilement les uns par rapport aux autres. Les matières plastiques, à base de polymères, deviennent elles aussi plus résistantes et cessent d’être inflammables quand on leur incorpore des nanoparticules. Ces propriétés de résistance mécanique des nanomatériaux pourraient être exploitées dans des secteurs aussi divers que les matériaux de construction pour le bâtiment, les appareils électroménagers et les appareils médicaux.
Pour en savoir plus :
Le site du débat public sur les nanotechnologies
http://www.debatpublic-nano.org/index.html
Vidéo “Nano : the next Dimension”
La Commission Européenne et les nanotechnologies
http://cordis.europa.eu/nanotechnology/
L’actualité du secteur des nanotechnologies aux Etats-Unis
Bienvenue dans le monde l’infiniment petit. Equivalant à un milliardième de mètre, soit 0,000 000 001 mètre, le nanomètre est la plus petite unité de mesure utilisée par l’homme pour développer des technologies (le préfixe “nano” vient du grec et signifie “très petit”). 500 000 fois plus fin que l’épaisseur du trait de stylo à bille, 30 000 fois plus fin que l’épaisseur d’un cheveu, le nanomètre équivaut à la dimension d’une molécule (voir la photo si contre du microscope du Centre de nanotechnologies et de matériaux moléculaires de l’Université de Wake Forest). Déjà utilisées dans plusieurs secteurs industriels les technologies de l’infiniment petit représentent aujourd’hui un marché mondial de l’ordre de plusieurs centaines de milliards d’euros. Et en matière d’énergie et de matériaux notamment, les nanotechnologies pourraient faire des merveilles. Exemples.
Le nanotube (voir image ci-contre) est un feuillet de graphite formé d’atomes de carbone disposés en réseau hexagonal, comme un nid d’abeilles, et enroulé sur lui-même comme un cigare. Son diamètre est de l’ordre du nanomètre, sa longueur peut atteindre plusieurs micromètres. Or, c’est grâce à cette structure très simple et très stable que le nanotube a des propriétés mécaniques et électriques impressionnantes. Ainsi, il est 100 fois plus résistant et 6 fois plus léger que l’acier. Il peut donc être utilisé pour fabriquer des matériaux composites de haute performance et il est déjà employé pour renforcer certains clubs de golf et raquettes de tennis, remplaçant peu à peu les traditionnelles “fibres de carbone”.
Ce sont des revêtements inspirés du monde végétal, en particulier du comportement des feuilles de lotus qui ne se mouillent pas et qui restent propres même dans un environnement boueux. Concrètement, la surface de la feuille de lotus est recouverte par des nanocristaux de cire qui forment un réseau de minuscules piliers semblable à une planche cloutée (voir photo). Les gouttes d’eau ne peuvent pas mouiller cette surface et restent sphériques sans s’étaler car elles sont soutenues par les piliers. Mieux, la goutte d’eau nettoie la surface car elle emporte les impuretés. Fabriquées par biomimétisme, c’est-à-dire en imitant la nature, de telles surfaces artificielles à l’aide de nanomatériaux pourraient trouver des applications dans de nombreux domaines : vitres antisalissure pour fenêtres et automobiles, peintures faciles à lessiver, tuiles autonettoyantes, revêtements antibactériens pour la cuisine et les sanitaires…
en exemple par les experts de l’UICN, le crapaud de jet de Kihansi (voir photo) est passé du statut de “En danger critique d’extinction” à “Éteint à l’état sauvage”. Une espèce localisée uniquement dans les chutes du Kihansi en Tanzanie, qui comptait autrefois une population d’au moins 17 000 membres. Mise en cause dans cette disparition, la construction d’un barrage en amont des chutes du Kihansi qui a dévié 90 % du débit original d’eau de la gorge.
« Construire plus vert pour gagner plus ». C’est en quelque sorte la conclusion à laquelle sont parvenus des chercheurs de l’université de San Diego en Californie après une étude menée sur l’impact des bâtiments verts sur les salariés.
Le 13 décembre dernier, si l’Olympique Lyonnais n’avait pas réussi à rugir contre son adversaire du jour (défaite 1 à 0 contre Bordeaux), le club rhodanien pouvait pourtant s’enorgueillir d’une action très “green”, à quelques jours de l’ouverture du sommet climatique international de Copenhague. Exceptionnellement, les joueurs revêtaient en effet sur leur maillot les couleurs de Save Your Logo. Une opération qui a pour but d’impliquer les entreprises, institutions et grands clubs de sport dont le logo comporte un symbole de la biodiversité (animal ou végétal) dans la préservation de l’espèce qui a tant contribué à leur succès en leur proposant de soutenir une action de conservation de la biodiversité. Mais s’il ne s’agissait pour l’Olympique Lyonnais que d’une opération ponctuelle (son partenaire maillot “Betlic” étant illégal en France jusqu’au 1er janvier 2010), plusieurs marques se sont déjà engagées sur le long terme dans cette opération de protection de la biodiversité.