Les nanotechnologies ISTIA 2012 - 2013

1. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
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2. • Introduction
• La nanotechnologie
• Carte heuristique
• Les laboratoires de recherches Français
• Les laboratoires de recherches étrangers
• Les applications militaires
• Les applications alimentaires
• Les applications en électronique
• Les applications dans la médecine
• Vocabulaire
• Nous aurions aussi pu aborder...
• Conclusion
• Bibliographie
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3. • Les nanotechnologies est un sujet scientifique que l’ont entend
de plus en plus, que ce soit dans les revues scientifiques ou tout
simplement dans les journaux télévisés. Les possibilités que peut
offrir la recherche sur les nanotechnologies sont énormes, elles
ont des applications dans beaucoup de domaines, c’est ce que
nous souhaitions découvrir.
• Nous avons choisit d’aborder ce sujet d’un point de vue de futur
ingénieur, nous aborderons donc uniquement les recherches et
les applications possibles (réalisés ou simplement en projet).
Nous éviterons donc de parler de l’impact sur la société ou des
réactions militantes.
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4. • Qu’es ce que c’est ?
Domaine de la science dont la
vocation est l'étude et la fabrication de
structures (appelées nano-objets) dont les
dimensions sont comprises entre 1 et
1 000 nanomètres (nm).
Larousse
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5. • Dans quel but ?
• Miniaturiser
• Réduire des couts
• Exploiter des propriétés différentes
• Comment ?
• Voie descendante :
Optimiser les techniques pour mieux miniaturiser.
• Voie ascendante :
Assembler atome par atome pour faire un objet.
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6. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
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7. - Institut des nanotechnologies de Lyon
- Laboratoires Nanotechnologies Nanosystèmes
- Laboratoire de physique et Chimie des Nano-
objets INSA Toulouse
- Laboratoire de Nanotechnologie et
d'Instrumentation Optique (LNIO)
INL Lyon
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8. • Micro Nanotechnology Laboratory
• Nanotechnology Research Labs
PNNL
• Nanotechnology Characterization Laboratory
• Pacific Northwest National Laboratory
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9. • Un robot volant : Le Frelon bionique
• Lien article "Frelon bionique"
• La nanotechnologie s’insère jusque dans les recherches
militaires, par exemple avec l’idée de réaliser un robot de la
taille d’un frelon de manière à neutraliser des ennemies
difficilement atteignable, «comme des soldats équipés de
lance-roquettes », selon le quotidien Yedioth Ahronoth.
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10. • L’armure « intelligente », une veste militaire légère et fonctionnelle
qui durcit au contact des projectiles (Interceptor Body Armor)
• Un spray imperméabilisant universel.
• Des membranes intelligentes capables de filtrer poisons et virus et
d’alerter de leur présence.
• Les micros capteurs, capables de détecter les radiations
électromagnétiques, les signatures acoustiques, sismiques ou
infrarouges. Ainsi que les radiations d’armes ou d’industries
nucléaires, ou les émanations d’armes ou d’industries chimiques ou
biologiques.
• Des micro-turbines, batteries, « supercapacitors » et systèmes
hybrides rechargeable par énergie solaire, micro-onde ou
infrarouge.
• Des systèmes de détection de cible, filature, marquage et suivi de
cible, capteurs auxiliaires pour radar à longue portée.
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11. Supplément
Panorama
du médecin
N°5204
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12. • Encapsulation : l’encapsulation sous forme nano particulaire fait
l’objet de recherche et de développement, dans le champ des
arômes notamment mais aussi de divers nutriments, à des fins de
contrôle de la libération dans l’aliment ou l’organisme.
• Les compagnies de nanotechnologie travaillent à améliorer
l’apparence et le gout des aliments grâce à des couleurs mises
au point par nanotechnologie, à retirer ou neutraliser les
matières grasses et sucres contenus par nanomodification, ou
encore à améliorer leur « consistance en bouche ».
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13. • Thé vert : une entreprise chinoise commercialiserait un
thé, présenté comme riche en sélénium et fabriqué selon un
procédé breveté, qui permettrait la formation d’une poudre de
thé de granulométrie inférieure à 100 nanomètres. Ce produit
revendique une meilleure biodisponibilité des substances
bénéfiques pour la santé présentes dans le thé.
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14. • Dans le domaine de l’emballage et de la conservation des
aliments, ces applications sont multiples. L’utilisation de
nanoparticules dans les matériaux au contact avec les denrées
alimentaires peut leur conférer des propriétés particulières :
renfort, solidité, effet de barrière, protection UV...
• Des chercheurs du MIT de Boston ont élaboré un capteur
composé de dizaines de milliers de nanotubes de carbone dont
l'intérêt est qu'il détecte le niveau d'éthylène émis par les fruits
quand ils mûrissent. Ce capteur est très précis, et surtout, bien
moins cher et plus petit que les dispositifs de surveillance
existant. De quoi mieux surveiller les stocks de fruits et légumes.
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15. Image : Commissariat à l'énergie atomique 2005
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16. Morph est un concept de Nokia en
partenariat avec l’université de
Cambridge, il s’agit d’un téléphone pouvant
prendre la forme d’une tablette ou encore
de montre... A travers ce concept, Nokia
regroupe la plupart des évolutions que
permettront les nanotechnologies en
électronique tel que :
- Miniaturisation des transistors
- Modification des structures physiques
- Nano capteurs
- Nano fil photovoltaïque
- Surface auto nettoyante • Nokia Morph Concept
- Matériaux très résistant
- Electronique transparente
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17. Projet HzO
• HzO est une technologie qui protège
l'électronique de l'eau, l'humidité et autres
liquides. Il s’agit d’un nano-film repoussant
l’eau et permettant ainsi de rendre un
téléphone waterproof de manière invisible
pour l’utilisateur.
• Lien article
• Lien vidéo
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18. • Les nanoshells:
Les nanoshells sont des particules de
135 nm (recouvertes en or) permettant
d’ éradiquer des cellules cancéreuse
Sans pour autant provoquer des
dommages aux autres cellules en
bonnes santé . Les nanoshells se
fixent sur les tumeurs (grâce aux
anticorps). Enfin des rayonnement IR
sont appliqués sur la tumeur pour la
faire chauffer jusqu’à plus de 70°C:
ce qui la tue.
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19. • Les nanoparticules d’oxyde de fer:
Les nanoparticules d’oxyde de fer sont enrobées de silice et recouvertes à la
fois d’un polymère qui les rend invisibles au système immunitaire et de
molécules dont raffolent les cellules cancéreuses. Elles sont injectées à
proximité des cellules cancéreuses puis pénètrent à l’intérieur ces dernières
qui veulent absorber les molécules constituant leur enveloppe. Des ondes
électromagnétiques sont alors appliquées au niveau des tumeurs et mettent
en mouvement les nanoparticules, ce qui tue la cellule.
Visionner la vidéo
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20. • Les nanorobots:
Grâce aux propriétés du nanotube de carbone (sa conductivité, sa solidité et sa
petite taille) il devient possible d'envisager de nouveaux robots nanoscopiques.
Des nanorobots: 10 fois plus petits que les cellules permettant ainsi d’ouvrir de
nouveaux horizons pour la science. Par exemple sont attendus des
nano-destructeurs de virus , des
nano-réparateurs de cellules ou
encore des nano-nettoyeurs de
cholestérol.
L’image ci contre est un projet fait par des scientifiques
permettant de contrôler un nanosonde à partir d’un
ordinateur pour faire des opérations chirurgicales.
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21. • Les muscles artificiels:
Les nanotubes multiparois sont constitués de plusieurs feuillets dont au moins un est
conducteur, ce qui lui permet de se comporter comme un métal. Sous l’influence du
courant, les nanotubes modifient leur allongement et se contractent. Lorsque le
nombre d’électron est excédentaire, le nanotube s’allonge et lors d’un manque
d’électron, il se raccourcit: le nanotube est un muscle artificiel parfait. En assemblant
plusieurs milliards de nanotubes, on peut ainsi créer un muscle à l'échelle
macroscopique.
• Exemples d’applications:
- Robot servant à la sécurité
- Robot aidant les personnes agées
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22. Francais Anglais
nanotechnologie nanotechnology
manomètre manometer
miniaturisation miniaturization
molécule molecule
nano-objet nanoobject
mécanique mechanical
optique optical
biologie biology
électronique electronic
transistor transistor
robot robot
nanotube nanotube
fullerène fullerene
nanoparticule nanoparticle
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23. • Les films de science fiction sur le sujet
• Les recherches sur la dangerosité potentiel des
nanotechnologies
• Les mesures prises par chaque état pour se
renseigner sur les potentiels risques pour la
santé
• Les associations contre la nanotechnologie
• Les dépenses par état consacrés à ces
recherches
• Etc…
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24. • Pour conclure tout d’abord sur le sujet, nous dirions que les
nanotechnologies est un sujet extrêmement vaste, même en se
limitant à ses applications, il reste énormément de découvertes
et applications que nous ne connaissons sans doute pas encore.
Et nous aurions aussi pu parler des réactions et méfiance contre
cette nouvelle technique, ce que nous n’avons pas fait.
• C’est quelque chose qui est à la fois un avantage comme un
inconvénient dans un sujet comme le notre. Avantage car nous
étions sur de trouver des choses, inconvénient, car cela
demandait de réfléchir, par où commencer les recherches ? Où
s’arrêter pour ne pas être envahit ?
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25. • Nous avons eu des difficultés à utiliser Diigo, il ne fonctionnait pas
dans les salles de TPs.
• Nous avons aussi du prendre du temps à utiliser netvibe, nous ne
connaissions pas tout les widgets au début, du coup nous cherchions
au départ comment insérer une page web ou encore un simple lien
par exemple. Il nous a donc fallu un peu de temps de prise en main
au début du projet.
• Sinon, nous avons dans l’ensemble réussi à nous partager le travail,
nous nous sommes répartis les taches afin d’éviter d’être à deux sur le
même livrable, ou alors pas en même temps. Cela nous permettait de
travailler sur deux points en même temps. Par contre cela nous
imposait d’échanger régulièrement nos travaux afin de s’assurer
mutuellement que nous travaillions dans la même direction.
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26. • Approche électronique | Techniques de l'Ingénieur
• Nanotechnologies et nanomatériaux pour la construction - Bâtiment et milieu urbain | Techniques de l'Ingénieur
• Quelques grands domaines d’application | Techniques de l'Ingénieur
• Produits issus des nanotechnologies dans l’alimentation humaine et animale | Techniques de l'Ingénieur
• Nanotechnologie
• Un test de dépistage en or - Techniques de l'Ingénieur
• Nanoélectronique : un enjeu stratégique | Techniques de l'Ingénieur
• Produits issus des nanotechnologies dans l’alimentation humaine et animale | Techniques de l'Ingénieur
• Dossier > Les aliments qui changent de goût
• Dossier > Ordinateurs futuristes : circuit moléculaire et point quantique
• Dossier > Matériaux auto-réparants et auto-nettoyants
• Dossier > L’incroyable nanotube de carbone
• Dossier > La médecine régénérative
• Nanotech Europe - Budapest, Hungary, from 30th May to 1st June 2011
• Nanotechnology Companies | www.Nanotechnology.com
• La nanotechnologie vue sous l'angle militaire
• MetAir Portable Power Systems | Advanvanced Zinc-Air Battery Systems | QuantumSphere, Inc.
• nanotechweb.org homepage
• Nanotechnology Made Clear - Nanotechnology applications, companies, labs and more.
• Nanotechnology - Applications, Uses and Future
• Nanotechnology – the new threat to food | Nanotechnology Project - Friends of the Earth
• Notre moteur de recherche
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