Pourquoi la nanotechnologie est plus qu'un mot à la mode

Pourquoi la nanotechnologie est plus qu'un mot à la mode La couleur des nanoparticules d'or en suspension varie en fonction de la taille des nanoparticules. Valeg96, CC BY

Qu'est-ce que le mot «nanotechnologie» évoque pour vous?

J'ai passé la meilleure partie de la semaine parler terme «nanotechnologie» et qu’il s’agisse d’un domaine réel, d’un terme réel ou non.

Dans son sens le plus simple, la nanotechnologie signifie travailler avec des matériaux à l'échelle du milliardième de mètre. Le préfixe «nano» fait référence au milliardième: cela fait partie de l'échelle de mesure scientifique.

J'utilise le terme nanotechnologie comme un terme fourre-tout pour décrire mon domaine de recherche. Mes recherches portent sur la fabrication de nanoparticules pouvant être utilisées sous forme de petites capsules pour administrer des médicaments aux cellules. Je travaille avec des protéines et une gamme de nanoparticules d'or pour tenter d'atteindre cet objectif.

Vendre de la nanotechnologie

Comme de nombreux termes scientifiques et académiques, la nanotechnologie (également appelée «nano») est un terme surutilisé et surexprimé dans les médias.

Les entreprises de cosmétiques annoncent leurs produits avec la «nanotechnologie» - espérant peut-être expliquer que de minuscules robots réparent votre peau. Cependant, ces produits sont plus susceptibles d'inclure uniquement des liposomes - de minuscules bulles de lipides à double couche. Ce sont des nanoparticules, pas tout à fait les nano robots que nous pourrions envisager de la science fiction.

Le Tata Nano voiture en Inde, et Apple iPod Nano lecteur de musique utilise également le préfixe "nano". C'est devenu un préfixe commode, de la même manière que «micro» et «intelligent» sont des termes marketing surutilisés et sans signification.

Pour compliquer davantage les choses, nanotech et nanoscience sont désormais synonyme de “robots miniatures qui vont transformer le monde en goo gris" ou minuscules menaces invisibles à notre santé et de l'environnement.

C'est vrai il y en a préoccupation autour des effets environnementaux potentiels de nanomatériaux mal éliminés. La toxicologie des nanomatériaux et les problèmes de réglementation liés à leur utilisation et à leur élimination font actuellement l’objet de discussions.

Mais il est frustrant en tant que communicateur scientifique et scientifique de voir le terme «nano» utilisé de certaines manières - non pas par manque d’humour mais en raison des efforts nécessaires pour contrer ces idées fausses est souvent disproportionné par rapport à la facilité avec ils sont mal utilisés.

Nano ne veut rien dire?

Le terme nanotechnologie s’applique-t-il à tout et ne signifie donc rien? Si nano est un mot à la mode dans la publicité et les médias, il existe une compréhension plus spécifique de ce que cela implique en science - ou plutôt en ingénierie.

La nanotechnologie est un vaste domaine qui couvre la recherche et les inventions utilisant les effets quantiques à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire au niveau du nanomètre ou du milliardième de mètre.

En raison de la taille des matériaux et des particules à ce niveau, les effets quantiques deviennent plus prononcés à l’échelle nanométrique et peuvent être utilisés pour générer des matériaux entièrement nouveaux et plus minces.

Le terme "effets quantiques”Fait référence ici aux propriétés du matériau qui déterminent le point de fusion, la fluorescence, la conductivité électrique et la réactivité chimique.

Par exemple, à l’échelle nanométrique, il existe de nouvelles propriétés optiques, à savoir les réactions entre la lumière et le matériau, qui peuvent être utilisées pour des applications telles que nanobarcodage.

La nanotechnologie utilise ces propriétés pour créer de nouveaux matériaux et dispositifs - de l’électronique douce au super-réseaux plasmoniques (nanomatériaux ultra-minces qui interagissent avec la lumière), nanoparticules d'or, d'argent et de polymères, nanofils, etc.

En vérité, les biomolécules et les virus sont les nanotechnologies originales. Des biomolécules telles que l'ADN peuvent stocker le code génétique de la vie, mais la structure de l'ADN peut être utilisée pour générer des nanofils, et l'ADN peut être utilisé comme un pont entre des particules connectez-les ensemble.

Les protéines peuvent être utilisées comme échafaudages pour fabriquer des structures métalliques appelées cadres métallo-organiques pouvant servir de filtres ou de thérapies, pour ne nommer que deux applications.

Nous pouvons également fabriquer des matériaux à partir de matériaux inorganiques tels que l’or et l’argent. Il existe maintenant des stylos permettant de dessiner des circuits à nanofils.

Crème solaire a des nanoparticules, et nanoparticules d'argent sont utilisés comme agents antibactériens dans de nombreux articles de la vie quotidienne. Les batteries au lithium utilisent la nanotechnologie pour un meilleur stockage: en fait, la nanotechnologie est essentielle pour améliorer performance et capacité de la batterie.

Et la nanotechnologie est utile pour miniaturiser les appareils et améliorer leurs performances. Nous avons maintenant des séquenceurs d’ADN portables qui peuvent être utilisés sur le terrain. Nous n'avons plus besoin de renvoyer des échantillons au laboratoire et d'attendre les résultats - nous pouvons séquencer l'ADN sur site, grâce à l'utilisation intelligente de protéines dans les dispositifs miniaturisés.

La plupart des recherches en nanotechnologie sont interdisciplinaires (combinant différentes expertises), voire transdisciplinaires (opérant dans de nombreux domaines scientifiques). Vous devez donc vous plonger dans les domaines de la chimie (inorganique et organique), de l'électronique, de la chimie analytique, de la chimie des surfaces, de la chimie et de la structure des protéines, de la chimie des acides nucléiques (ADN et ARN), des lipides (graisses) et de nombreuses autres techniques.

Ainsi, il est souvent plus facile d'utiliser le terme générique de «nanotechnologie» pour décrire ce type de recherche impliquant de nombreuses disciplines.

Nous utilisons les propriétés nanométriques des matériaux, la créativité et l’inventivité pour créer de nouvelles technologies, de nouveaux matériaux, de nouvelles structures et peut-être à l’avenir de nouvelles façons d’être.

Pensez-y de cette façon: si vous souhaitez réduire les périphériques, vous en réduisez la taille. La nanotechnologie utilise simplement des composants de taille nanométrique pour construire ces dispositifs, en utilisant les effets quantiques mis en avant à cette échelle.

La nanotechnologie rassemble toutes ces fonctionnalités pour des applications utiles.

Nano n'est pas tout 'BS'

Pour le charbon, la recherche concerne principalement des idées intrigantes qui nécessitent une optimisation fastidieuse; essayer de fabriquer des objets minuscules à partir d'un processus de bas en haut (c'est-à-dire de construire à l'échelle nanométrique) plutôt que de haut en bas (raffinage des matériaux existants).

En nanotechnologie, il n'est pas nécessaire de diviser de gros matériaux en minuscules, nous essayons de les générer à partir de la base en utilisant la chimie. Ce genre de travail peut être ennuyeux, mais lorsqu'il fonctionne pour la première fois, c'est comme par magie.

Donc, la nanotechnologie peut, parfois, comme Elon Musk implicite, soyez un terme fourre-tout «BS».

Mais c’est aussi un domaine dans lequel de nombreux scientifiques et ingénieurs travaillent tous les jours et que de nombreuses universités reconnaissent. C'est un domaine en plein essor, plein de nouvelles inventions passionnantes et intelligentes.

À bien des égards, il s’agit d’une tentative vraiment sérieuse de combiner des substances organiques et inorganiques dans des dispositifs imitant les raffinements exquis de la nature. C'est difficile - et grisant.La Conversation

A propos de l'auteur

Upulie Divisekera, candidate au doctorat, Université de Monash

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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