Que vous évoque le mot « nanotechnologie » ?

J'ai passé une bonne partie d'une semaine à parler du terme « nanotechnologie » et de savoir s'il s'agit d'un vrai domaine, un terme réel ou non.

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

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

Lire la suite :La recherche résout les problèmes du monde réel :les experts doivent travailler ensemble pour y arriver

Vendre la nanotechnologie

Comme de nombreux termes scientifiques et académiques, la nanotechnologie (également connue sous le nom de « nano ») est une terme surfait dans les médias de masse.

Les entreprises de cosmétiques font la promotion de produits dotés de la « nanotechnologie » – dans l’espoir peut-être de faire comprendre que de minuscules robots réparent votre peau. Cependant, ces produits sont plus susceptibles de n'inclure que des liposomes - minuscules, bulles de lipides à double couche. Ce sont des nanoparticules, pas tout à fait les nano-robots que nous imaginons de la science-fiction.

La voiture Tata Nano en Inde, et le lecteur de musique iPod Nano d'Apple utilisent également le préfixe "nano". C'est devenu un préfixe pratique, de la même manière que « micro » et « intelligent » sont des termes marketing galvaudés et effectivement dénués de sens.

Pour compliquer encore les choses, les nanotechnologies et les nanosciences sont désormais communément synonymes de « robots miniatures qui transformeront le monde en une substance grise » ou de minuscules menaces invisibles pour notre santé et notre environnement.

Il est vrai que les effets environnementaux potentiels des nanomatériaux mal éliminés suscitent des inquiétudes. La toxicologie des nanomatériaux et les questions réglementaires concernant leur utilisation et leur élimination font l'objet d'un débat permanent.

Mais il est frustrant en tant que communicateur scientifique et scientifique de voir le terme « nano » utilisé de certaines de ces manières – non pas par manque d'humour, mais à cause de la quantité d'efforts requis pour contrer ces idées fausses est souvent disproportionné par rapport à la facilité avec laquelle ils sont mal utilisés.

Est-ce que « nano » ne veut rien dire ?

Le terme nanotechnologie s'applique donc à tout, et donc ne veut rien dire ? Alors que nano est un mot à la mode dans la publicité et les médias, il y a une compréhension plus spécifique de ce que cela implique en science  —  ou plutôt, ingénierie.

La nanotechnologie est un vaste domaine qui couvre la recherche et les inventions qui utilisent les effets quantiques qui se produisent 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 peut être utilisé pour générer un tout nouveau, matériaux plus minces.

Le terme "effets quantiques" désigne ici les propriétés du matériau qui façonnent le point de fusion, fluorescence, conductivité électrique et réactivité chimique.

Par exemple, à l'échelle nanométrique, il existe de nouvelles propriétés optiques, c'est-à-dire réactions entre la lumière et le matériau - qui peuvent être utilisées pour des applications telles que le nano-codage à barres.

La nanotechnologie utilise ces propriétés pour fabriquer de nouveaux matériaux et dispositifs  —  tout à partir de l'électronique douce, les super-réseaux plasmoniques (nanomatériaux ultrafins qui interagissent avec la lumière), or, nanoparticules d'argent et de polymère, nanofils, etc.

En vérité, les biomolécules et les virus sont à l'origine, toute la nanotechnologie naturelle. Les 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 les particules pour les connecter ensemble.

Les protéines peuvent être utilisées comme échafaudages pour fabriquer des structures métalliques connues sous le nom de charpentes métallo-organiques qui peuvent être utilisées comme filtres ou pour délivrer des thérapies, pour ne citer que deux applications.

Nous pouvons également fabriquer des matériaux à partir de matériaux inorganiques comme l'or et l'argent - il existe maintenant des stylos disponibles qui vous permettent de dessiner des circuits de nanofils.

La crème solaire contient des nanoparticules, et les nanoparticules d'argent sont utilisées comme agents antibactériens dans de nombreux objets du quotidien. Les batteries au lithium utilisent la nanotechnologie pour un meilleur stockage :en effet, la nanotechnologie est essentielle pour améliorer les performances et la capacité des batteries.

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 à renvoyer les échantillons au laboratoire et à attendre les résultats - nous pouvons séquencer l'ADN sur place, grâce à l'utilisation intelligente des protéines dans des appareils miniaturisés.

La plupart des recherches en nanotechnologie sont interdisciplinaires (combinent différentes expertises), voire transdisciplinaire (fonctionne dans de nombreux domaines scientifiques). Cela nécessite de vous plonger dans la chimie (inorganique et organique), électronique, chimie analytique, chimie de surface, chimie et structure des protéines, chimie des acides nucléiques (ADN et ARN), lipides (graisses), et bien d'autres techniques.

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

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

Pensez-y de cette façon :si vous voulez réduire les appareils, vous réduisez la taille des composants de ces appareils. La nanotechnologie utilise uniquement des composants de taille nanométrique pour construire ces appareils, en utilisant les effets quantiques importants à cette échelle.

La nanotechnologie rassemble toutes ces fonctionnalités pour des applications utiles.

Nano n'est pas tout 'BS'

Au front de taille, la recherche est pour la plupart des idées intrigantes qui nécessitent une optimisation fastidieuse; essayer de fabriquer de petits articles à partir d'un processus ascendant (c'est-à-dire, construction à l'échelle nanométrique) plutôt que descendante (raffinage des matériaux existants).

En nanotechnologie, nous n'avons pas besoin de casser de gros matériaux en petits morceaux, nous essayons de les générer de bas en haut en utilisant la chimie. Ce genre de travail peut être ennuyeux, mais quand ça marche pour la première fois, c'est comme par magie.

La nanotechnologie peut donc, parfois, comme Elon Musk l'a laissé entendre, être un terme fourre-tout « BS ».

Mais c'est aussi un domaine dans lequel de nombreux scientifiques et ingénieurs travaillent au quotidien, et que de nombreuses universités reconnaissent. C'est une croissance, domaine en plein essor plein de nouvelles inventions passionnantes et intelligentes.

De plusieurs façons, c'est une tentative vraiment sérieuse de croiser à la fois organique et inorganique dans des dispositifs qui imitent les raffinements exquis de la nature. C'est difficile – et exaltant.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.