(PhysOrg.com) -- La nanotechnologie implique de manipuler l'inimaginablement petit. Un nanomètre est d'environ 5 atomes de carbone d'affilée, ou la distance à laquelle votre ongle pousse en une seconde. La matière se comporte fondamentalement différemment à cette échelle, ouvrant de nouvelles possibilités pour les produits et les processus. La nanotechnologie est un vaste domaine de recherche émergent, plein de possibilités, et les médias et le public commencent à s'en apercevoir.

« L'une des promesses de la nanotechnologie est l'idée de construire des machines de la taille d'une molécule pour transporter des atomes. Vous pouviez « cultiver » tout ce que vous vouliez. Vous pourriez faire pousser une maison. Ou un steak t-bone, », a déclaré Joel Garreau, professeur de droit à l'Arizona State University, lors d'un café scientifique, « Faits ou battage médiatique :que nous disent les médias sur les nanotechnologies et autres nouvelles technologies ? » au Arizona Science Center le 19 mars.

Aujourd'hui, la nanotechnologie nous apporte des vitres autonettoyantes et des pantalons antitaches. Ces produits sont utiles, mais pas exactement révolutionnaire. C’est la promesse de la nanotechnologie qui intrigue.

« Le monde pourrait être transformé si brusquement qu'il en serait méconnaissable, », a déclaré Garreau.

ASU devient un leader dans la recherche en nanotechnologie, tant en science et en ingénierie qu'en matière de politique. En 2009, Le biophysicien de l'ASU Stuart Lindsay a publié le premier manuel complet pour le domaine, Introduction aux nanosciences. Bien que neuf, il commence à être largement utilisé.

Une étude de cas nano

Lindsay utilise la nanotechnologie dans son laboratoire pour aider à améliorer les techniques de séquençage de l'ADN. L'un des défis actuels du séquençage de l'ADN est de faire passer le processus de quelque chose qui coûte des dizaines de milliers de dollars et qui prend des semaines ou des mois à développer à quelque chose qui pourrait être fait sur une puce informatique en quelques minutes ou quelques heures pour seulement quelques dollars.

« Nous voulons améliorer la santé humaine, c'est pourquoi nous le faisons, " dit Lindsay.

L'objectif principal de la recherche de Lindsay est de trouver une nouvelle façon de lire les protéines de base de l'ADN :A, T, C, et G. Son équipe explore une méthode appelée effet tunnel électronique, ce que Lindsay appelle une « pièce exotique de la mécanique quantique ». L'effet tunnel d'électrons consiste à faire passer de l'ADN entre deux électrodes qui peuvent détecter la composition chimique de chaque base individuelle.

Un autre élément important de la technologie est le nanopore, qui dirige l'ADN entre les électrodes. Lindsay dit que le nanopore enfile l'ADN "comme un morceau de coton à travers une aiguille". Les nanopores étaient autrefois fabriqués en assemblant des protéines naturelles, qui forment des trous dans les parois cellulaires, ou en prenant un faisceau de microscope électronique et en perçant un petit trou dans un morceau de silicone. Ces deux processus sont difficiles à faire, et il existe un problème d'impression fiable de paires d'électrodes très proches de l'ADN.

L'équipe de Lindsay a montré qu'un seul nanotube de carbone, deux nanomètres de diamètre et quelques centimètres de long, peut croître facilement sur une plaquette de silicium en utilisant des méthodes scientifiques conventionnelles. "Vous n'avez pas besoin de techniques exotiques, " il dit.

L'ADN glissera ensuite à l'intérieur du nanotube de carbone. Ce phénomène était très inattendu. « Les arbitres de Science n'y ont pas cru la première fois que nous avons soumis le document, nous avons donc dû faire beaucoup plus pour les convaincre, " Lindsay dit, en riant. Le papier est paru dans Science en janvier 2010.

L'équipe a encore du travail à faire avant d'avoir un appareil fonctionnel et une entreprise qui le produit, mais Lindsay dit, « Nous avons montré la faisabilité de cette approche du séquençage de l'ADN. Il y a quelques années, la plupart des gens auraient dit que c'était de la science-fiction.

Il ajoute, « C'est dommage car la vérité sur la science est que la plupart des financements soutiennent des avancées progressives, parce que la communauté acceptera qu'ils puissent les faire. Cela signifie que les grandes percées sont très difficiles à soutenir. Cela vaut vraiment la peine de financer risqués certains objectifs importants, car les gens les atteindront. Si vous obtenez des équipes de personnes brillantes qui collaborent sur un objectif précis, vous pouvez vraiment faire des miracles.

Sur l'horizon

Une partie du problème réside peut-être dans le fait que le public ne peut pas déterminer quels projets sont « possibles mais éloignés » et lesquels sont « le produit phare de l'année prochaine ». Les médias de masse ne sont pas toujours clairs sur la faisabilité, et imminent, les nouvelles technologies prometteuses sont. Développer des technologies puis tester leur efficacité, la sécurité et le coût peuvent prendre beaucoup de temps. Mais le public peut se méfier de soutenir la recherche lorsque des « percées » trop médiatisées n'apparaissent pas rapidement sur le marché.

Au café des sciences, Garreau a parlé de « Les sept horizons :échéanciers et feuilles de route pour les technologies émergentes pour les vingt prochaines années, ” un site Web développé pour évaluer les technologies émergentes. Il a déclaré que le calendrier est utile pour répondre à des questions telles que, « À quel point devrions-nous prendre cela au sérieux ? Combien de temps avons-nous ? Cette possibilité est-elle quelque chose qui pourrait arriver demain avec certitude, ou quelque chose qui pourrait être possible plusieurs décennies dans le futur ? »

Les technologies du premier horizon sont « disponibles, mais pas omniprésent, » comme les chaussettes antimicrobiennes qui éliminent les odeurs à l'aide de nanomatériaux. Les autres horizons incluent « commercial, " "ingénierie, " "scientifique, » « spéculation éclairée, « « ciel bleu » et enfin le Septième Horizon, "discutable, " qui inclut une science qui ne semble pas possible même dans les 20 prochaines années.

La recherche de Lindsay pourrait actuellement relever du quatrième horizon, "scientifique, " ce qui signifie qu'il existe des preuves que la technologie est possible, mais peu de recherches ont été effectuées sur la façon de rendre le processus sûr et économique sur le marché. Technologies dans cette catégorie, selon le site Web de Seven Horizons, sont "généralement 4 à 10 ans pour atteindre le public si tout se passe bien".

The Seven Horizons a été développé par le Consortium for Emerging Technologies, Opérations militaires et sécurité nationale (CETMONS) en association avec le Sandra Day O'Connor College of Law de l'ASU, le Lincoln Center for Applied Ethics, et le projet Prevail :une gouvernance avisée pour des avenirs difficiles.

« La nanotechnologie existe à peine aujourd'hui, », a déclaré Garreau au café des sciences. « Presque tout ce que vous pouvez dire aujourd'hui sur la nanotechnologie n'est que spéculation. »

Spéculation ou à l'horizon, qui est au courant de ces avancées ? A qui en profitera-t-il ? Comme l'a dit le romancier William Gibson, « L'avenir est déjà là; ce n'est tout simplement pas réparti uniformément.

Nanotechnologie et société

L'un des problèmes importants auxquels les nanotechnologies sont aujourd'hui confrontées est le développement d'une réglementation face à l'incertitude scientifique concernant la technologie. Elizabeth Corley, professeur à l'École des affaires publiques de l'ASU, étudie les implications politiques de la nanotechnologie.

« Quand on pense à un domaine comme la nanotechnologie, la science avance si vite que la discussion du social, éthique, et les impacts politiques sont souvent à la traîne, " dit Corley, qui est co-chercheur principal au Center for Nanotechnology in Society à ASU (CNS-ASU).

« L'un des objectifs du CNS-ASU est de s'assurer qu'en tant que communauté scientifique, nous nous engageons dans une discussion sur les implications sociales et politiques de la recherche en nanotechnologie en même temps que la science avance.

Corley a obtenu trois diplômes d'ingénieur avant de poursuivre ses études doctorales en politiques publiques. Ses recherches actuelles explorent les perceptions du public sur les risques et les avantages de la nanotechnologie, ainsi que la façon dont les principaux nanoscientifiques américains envisagent le rôle des risques et des avantages dans le développement de la réglementation des nanotechnologies.

"Nos recherches récentes montrent que la nanotechnologie est l'une des premières technologies émergentes où nous avons vu les scientifiques plus préoccupés que le public par certains risques, " elle dit. La plus grande différence de niveau de préoccupation était liée à la santé humaine et à l'environnement.

La nanotechnologie a actuellement un cadre politique fragmenté et presque inexistant. Par exemple, la FDA réglemente certaines nanotechnologies sur la base d'un modèle produit par produit, tandis que l'EPA réglemente la nanotechnologie en grande partie par le biais de la Toxic Substances Control Act (TSCA). Ce sont des modèles très différents et certains produits nanotechnologiques ne sont couverts par aucune réglementation existante.

« Le public pense souvent différemment de la nanotechnologie utilisée pour produire un dispositif de sauvetage dans le domaine médical que lorsqu'il l'utilise pour de nouvelles pratiques et techniques de surveillance, ", dit Corley. « Cela signifie qu'il est de plus en plus important d'étudier les perceptions du public sur des domaines d'application particuliers de la nanotechnologie, comme l'environnement, le domaine médical, et la défense nationale.

Une autre question à explorer, Corley dit, C'est ainsi que nous élaborons une politique sur une technologie émergente lorsque nous ne connaissons pas encore tous les risques.

Corley et son équipe ont également suivi les connaissances du public sur les nanotechnologies au fil du temps, en particulier en comparant les données d'enquête de 2004 et 2007. Étonnamment, vu dans son ensemble, les niveaux de connaissances du public sur les nanotechnologies n'ont pas beaucoup changé entre 2004 et 2007 malgré de nombreux efforts de sensibilisation. Cependant, dans une étude publiée dans The Scientist en janvier 2010, Corley et son équipe ont décidé d'examiner de plus près différents segments du public. Ils ont constaté qu'il existe un écart croissant de connaissances en nanotechnologie parmi les membres du public ayant les niveaux d'éducation les moins et les plus formels.

De cette recherche, Corley pose la question, « Quel type d'efforts de sensibilisation atteindrait plus efficacement les segments du public ayant des niveaux d'éducation formelle inférieurs ? » Ses résultats fournissent une réponse possible à cette question, car l'étude a montré qu'Internet pouvait servir de « niveleur » de ces lacunes dans les connaissances.

« Est-ce vraiment important que le public comprenne la science et la technologie ? » demanda Joe Kullman, responsable des relations avec les médias pour les écoles d'ingénierie Ira A. Fulton de l'ASU au café scientifique. Sa réponse était sans équivoque, "Oui!"

"Beaucoup de ce qui se passe, arrive - ou n'arrive pas - à cause de la politique, », a ajouté Kullman. « Les perceptions des gens éclairent les politiques. Les politiciens écoutent ce que les gens pensent, peu importe si ce qu'ils pensent est exact ou non. Si nous prenons des décisions politiques basées sur des perceptions erronées, nous allons faire de grosses erreurs.