Les nanomatériaux super minuscules sont prêts à révolutionner nos technologies. Quant à ce qu'ils pourraient nous faire d'autre: personne ne le sait vraiment.
Chaque âge a ses matériaux étonnants. Pour les victoriens, c'était du caoutchouc. Au XeXIXème siècle, c'était du plastique. Et pour le 20 numérisést siècle, il se pourrait bien que ce soit du graphène.
Avez-vous entendu parler du graphène? Sinon, vous le ferez bientôt. C'est l'un des matériaux nanométriques les plus récents qui ont émergé de nos laboratoires. récemment annoncé, "il est prévu de transformer presque tous les aspects de la vie."
Chaque jour, les scientifiques apprennent de nouvelles choses sur cet incroyable nanomatériau. Mais tout ce qu'ils apprennent n'est pas une raison d'un optimisme débridé. Comme d'autres matériaux étonnants du passé, le graphène peut s'avérer être pas si merveilleux.
Qu'est-ce que le graphène?
Le graphène est dérivé du graphite, la même substance à base de carbone que nous mettons à l'intérieur des crayons. Mais il n'y a rien de commun sur le graphène. Ses atomes sont liés dans la couche la plus mince imaginable: un treillis en nid d'abeilles d'un atome d'épaisseur.
Une feuille de graphène est si mince que, selon l'American Chemical Society, une once pourrait couvrir les terrains de football 28; un petit morceau est si léger que vous pouvez l'équilibrer sur une marguerite sans plier les pétales. Il est également (pas forcement) plus fort que l'acier, plus dur que le diamant, et plus conducteur que le cuivre ou le silicium, en plus d'être imperméable, transparent et incroyablement souple.
En d'autres termes, vous auriez du mal à trouver un autre matériau rempli de tant de propriétés utiles. Il n'est donc pas étonnant que des chercheurs d'un large éventail d'industries se bousculent pour faire sortir le graphène de nos laboratoires et de nos vies. Les ventes, qui se situaient à un peu moins de 9 millions dans 2012, devraient grimper à 14 126 2020, selon Lux Research, une société qui analyse les technologies émergentes.
Raisons de se méfier étant donné les leçons du passé
Les experts en technologie prévoient que le graphène pourrait transformer une vaste gamme de produits de consommation, des préservatifs aux ordinateurs en passant par les capteurs chimiques. "Raisons 5 Graphène va changer vos gadgets pour toujours", A lancé NBC News, avec une liste qui suggérait un futur rempli de smartphones minces comme du papier, d'écrans d'ordinateurs souples, de dispositifs médicaux capables de" parler "aux cellules humaines et de batteries ultra-durables.
Les champions ardents de Graphene prétendent qu'il pourrait être utilisé pour faire des voitures plus fortes et plus légères, des cellules solaires beaucoup plus efficaces, même sang synthétique.
Le battage médiatique sans faille a une sonorité familière - et il nous invite à nous méfier, compte tenu des leçons du passé. L'amiante a été jadis présentée comme "le minéral magique" pour sa capacité à résister aux flammes; ce n'est que plus tard que nous avons découvert que c'est, en fait, une poussière de tueur.
Même chose avec le DDT, qui s'est avéré extrêmement nocif non seulement pour les moustiques porteurs de maladies qu'il était censé tuer, mais aussi pour la faune (en particulier les oiseaux) et les humains; avec du vinyle, qui a finalement été montré pour être un perturbateur hormonal significatif; ou avec le film de polyéthylène non biodégradable qui s'est enflammé d'innombrables lecteurs ban-the-bag. Chacun a été adopté avec avidité et est devenu largement utilisé avant que nous découvrions qu'il avait un côté sombre et dangereux.
Le dilemme de Collingridge
Il y a en fait un terme pour ce phénomène, j'ai appris récemment: le dilemme de Collingridge. Nommé pour David Collingridge, le professeur britannique obscur qui l'a d'abord postulé dans un livre 1980, il reconnaît la difficulté de prédire les impacts négatifs d'une nouvelle technologie jusqu'à ce que cette technologie soit largement utilisée - à quel point, bien sûr, il devient beaucoup plus difficile d'aborder ces points négatifs et d'imposer des remèdes appropriés. Ou, comme Collingridge lui-même l'a mis dans Le contrôle social de la technologie,
"Quand le changement est facile, on ne peut pas en prévoir le besoin; Lorsque le besoin de changement est apparent, le changement est devenu coûteux, difficile et prend du temps. "
Ce qui peut expliquer pourquoi, en ce qui concerne les nanomatériaux, les chercheurs tentent de devancer la courbe. Un certain nombre de programmes de recherche ont vu le jour pour étudier les problèmes posés par la nanotechnologie. Par exemple, depuis 2008, l'Environmental Protection Agency et la National Science Foundation ont versé des dizaines de millions de dollars dans un programme conjoint de l'Université de Californie à Los Angeles et de l'Université Duke, connue sous le nom de Centre des implications environnementales de la nanotechnologie (CEIN).
Les chercheurs se penchent sur le genre de questions qui, par le passé, n'ont souvent pas été posées avant qu'il ne soit trop tard pour régler les problèmes graves qui découlent des réponses. Ces nouveaux matériaux peuvent-ils pénétrer dans notre environnement? Que se passe-t-il s'ils le font? Comment interagissent-ils avec différentes plantes et organismes? Ont-ils des effets toxiques?
Entre autres, ces chercheurs ont testé différents nanomatériaux dans des cellules humaines et animales, observé leurs effets sur des animaux de laboratoire, étudié leur comportement dans le sol et l'eau et analysé l'adéquation des lois existantes concernant leur contrôle et leur régulation. Grâce à ces efforts, «nous avons généré beaucoup plus de données que je ne l'aurais cru il y a sept ans», explique Andrew Maynard, directeur du Risk Science Center de l'Université du Michigan, qui a longtemps mis en garde contre la nécessité d'un meilleur contrôle des nanotechnologie. Il y a encore beaucoup de questions importantes sans réponse, dit-il, mais "nous commençons à avoir une idée précise de ce qui est vraiment inquiétant et de ce qui ne l'est pas vraiment".
La dangerosité peut prendre plusieurs formes
Pour commencer, il devient de plus en plus clair que certains types de nanomatériaux posent peu de risques pour l'environnement ou la santé publique, certains posent davantage, et d'autres - surtout les plus récents - restent essentiellement des points d'interrogation. Le plus dangereux d'entre eux semble être certains nanomatériaux dérivés de l'argent, du cuivre ou du zinc - qui se dissolvent facilement dans l'eau ainsi que les cellules, libérant des métaux toxiques comme ils le font. Mais la dangerosité peut prendre plusieurs formes.
La morphologie particulière d'un nanomatériau fait une grande différence. Certains (y compris le graphène) ont des arêtes vives qui peuvent trancher à travers les parois cellulaires. Les nanotubes de carbone ressemblant à des aiguilles peuvent agir comme de l'amiante lorsqu'ils sont inhalés, endommageant considérablement les tissus pulmonaires.
En tant que dernière nano-merveille à apparaître, le graphène commence tout juste à attirer l'attention des chercheurs. Et les premiers résultats ont déjà révélé des signes inquiétants, soulignant à quel point ces premières investigations peuvent être importantes. Dans une étude de 2013par exemple, les ingénieurs de l'Université Brown ont découvert que des feuilles de graphène à bords tranchants pouvaient perforer - et même pénétrer - la peau humaine, les poumons et les cellules immunitaires.
Pouvons-nous lancer la révolution du graphène sans mettre en péril notre santé ou l'environnement?
In une autre étude récenteDes scientifiques affiliés au CEIN à l'Université de Californie-Riverside ont découvert que les nanoparticules d'oxyde de graphène présentaient une persistance environnementale troublante dans certains milieux aquatiques. Dans une simulation d'un aquifère, ils semblaient s'enfoncer dans les sédiments, où ils étaient susceptibles de se biodégrader. Mais dans la simulation de l'eau de surface, comme un lac ou un cours d'eau, les particules ont tendance à glomer sur les feuilles mortes et d'autres matières organiques. Flottant dans la colonne d'eau, ils étaient beaucoup plus susceptibles d'être absorbés par les micro-créatures aquatiques - ou d'entrer dans notre approvisionnement en eau.
Mais il y a bien sûr une distinction à faire entre les risques potentiels et les risques réels. Comme l'a dit Sharon Walker, l'un des auteurs de l'étude UC-Riverside,
"... nous ne voulons pas brandir les drapeaux rouges au point d'informer les gens, de sorte que les drapeaux rouges ne avons être élevé."
De telles études offrent aux fabricants et aux décideurs une occasion précoce et extrêmement précieuse de trouver des moyens de lancer la révolution du graphène sans mettre en péril notre santé ou l'environnement.
J'imagine que David Collingridge serait ravi.
Cet article a été publié dans Sur Terre
À propos de l’auteur
Susan Freinkel est l'auteur de Plastique: une histoire d'amour toxique et Châtaignier d'Amérique: La vie, la mort et la renaissance d'un arbre parfait. Elle a également écrit pour le New York Times, Discover, Smithsonian, Mindful, et d'autres publications. Ses intérêts vont de loin: elle a couvert des histoires allant de la maladie de la vache folle à un traitement vitaminique pour le trouble bipolaire, de l'adoption au cas des zoos à la recherche d'une rose bleue. Une histoire sur une maladie qui sévit dans les chênes de Californie a conduit à son premier livre, Châtaignier d'Amérique: La vie, la mort et la renaissance d'un arbre parfait. Il a remporté le 2008 National Outdoor Book Award. Après s'être immergée dans le monde naturel pour ce livre, elle tourna son attention vers le monde contre nature pour son prochain livre, Plastique: une histoire d'amour toxique.
Livre recommandée:
Plastique: une histoire d'amour toxique
par Susan Freinkel.
Le plastique a construit le monde moderne. Où serions-nous sans casques de vélo, sacs, brosses à dents et stimulateurs cardiaques? Mais un siècle après notre histoire d'amour avec le plastique, nous commençons à réaliser que ce n'est pas une relation aussi saine. Les plastiques utilisent des combustibles fossiles qui se raréfient, lessivent les produits chimiques nocifs, détruisent les paysages et détruisent la vie marine. Comme le souligne la journaliste Susan Freinkel dans ce livre engageant et révélateur, nous approchons d'un point de crise. Nous nous noyons dans les choses, et nous devons commencer à faire des choix difficiles. L'auteur nous donne les outils dont nous avons besoin avec un mélange d'anecdotes et d'analyses animées. Plastique indique le chemin vers un nouveau partenariat créatif avec le matériel que nous aimons à la haine, mais ne pouvons pas sembler vivre sans.
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