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La Nanotechnologie est l'ensemble des techniques visant à produire, manipuler, et mettre en œuvre des objets et des matériaux à l'échelle du nanomètre, soit 10-9 mètre "echelle de grandeur". Plus précisement, on considère qu'une technique relève des nanotechnologies si elle manipule des objets dont la taille se situe entre 1 et 100 nanomètres. Il s'agit donc de manipuler directement des molécules voire des atomes. Dans l'état actuel de la technique, l'un des principaux instruments pour manipuler directement ce type de particule est le microscope à effet tunnel. Le physicien Richard Feynman, prix Nobel de physique en 1965, est considéré comme le fondateur de cette discipline. Son intervention devant l'American Physical Society le 29 décembre 1959, intitulée « There is Plenty of Room at the Bottom » (il y a beaucoup d'espace en bas), est restée célèbre. Il y explique, sous forme d'une expérience de pensée, quels sont les enjeux technologiques de la miniaturisation, en prenant pour objectif l'écriture de l'intégralité des 24 volumes de l'Encyclopædia Britannica sur une tête d'épingle. Les premières expérimentations ont pu avoir lieu grâce aux possibilités offertes par le microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique, permettant de déplacer les atomes un par un. On note deux approches différentes de cette technologie : A) Top-down : De haut en bas. On va miniaturiser des dispositifs, des structures jusqu'à l’échelle nanométrique. C’est plutôt de cette façon que les technologies se sont débrouillées jusqu'à aujourd’hui, en particulier dans le domaine de l’électronique où la miniaturisation est prépondérante.B) Bottom-up : De bas en Haut. On va partir d’une structure nanométrique comme une molécule, pour obtenir le dispositif voulu, plus grand que la structure initiale, par assemblage ou auto-assemblage. Cette approche, considérée par certains comme la " seule et vraie " nanotechnologie, devrait permettre un contrôle extrêmement précis de la matière. C’est de cette façon que l’on va s’affranchir des limitations de la miniaturisation, notamment dans le domaine de l’électronique. L’étape ultime de la Nanotechnologie Bottom-Up est appelée la "nanotechnologie moléculaire", ou "fabrication moléculaire" et a été mis en perspective par le chercheur K. Eric Drexler. Elle théorise de véritables usines moléculaires, capables de créer n’importe quel matériau par assemblage précis, contrôlé et exponentiel d’atomes et de molécules. Quand on réalise que la totalité de notre environnement perceptible est constitué comme un alphabet, par un nombre limité de constituants différents (atomes), qui selon leur agencement, peuvent donner des créations aussi divers, que l’eau, le diamant, ou l’os, on entrevoie aisément le potentiel quasi-illimité offert par la fabrication moléculaire. Des partisans de la vision plus conservative des Nanotechnologies contestent la faisabilité de la fabrication moléculaire, et se heurtent ainsi à la vision à long terme d’Eric Drexler, le pilier de la théorie sur la fabrication moléculaire. On peut qualifier cette dissension de Nano schisme, même si la majorité des chercheurs s’accorde à dire qu’à maturité d’un développement positif, les nanotechnologies devraient améliorer très significativement les conditions de vie sur terre (et dans l’espace) pour l’ensemble de la population. De nombreux enjeux en découlent :
Perspectives: De nos jours, on cherche à réaliser la « promesse » de Richard Feynman qui concerne la banalisation des nanotechnologies pour le XIXe siècle. Pour se faire, il n’est pas seulement nécessaire de faire des progrès dans la recherche, mais il est également nécessaire que de grands secteurs industriels y voient une nécessité économique. Son apport potentiel aux technologies commerciales, de la micro-électronique aux soins de santé, est révolutionnaire. Il y a quelque chose d’ultime dans les nanotechnologies : la matière est manipulée à son niveau le plus élémentaire : l’atome. Les nanotechnologies sont une étape logique, inéluctable du progrès humain. Plus qu’un progrès technologique circonscrit, c’est un nouvel "age" qui est en train de naître avec la maîtrise nanotechnologique. Les domaines d’applications seront multiples ; de la crème solaire aux nano robots réparateurs de cellules. Voici une liste non exhaustive des principaux domaines qui seront affectés par les nanotechnologies : -Les matériaux : de nouveaux matériaux, plus durs, plus résistants, plus légers et moins coûteux. -L’électronique : des composants électroniques toujours plus petits, permettant des calculateurs toujours plus puissants. -Les énergies : avec par exemple un décuplement du potentiel des énergies solaires. -La Santé et les nanobiotechnologies: tant du point de vue de la prévention, du diagnostique et du traitement. Par exemple, des sondes nanoscopiques pourront en permanence surveiller notre état de santé, de nouveaux outils pourront permettre l’élaboration de traitements contre des maladies génétiques, des marqueurs pourront détecter et détruire une à une des cellules cancéreuses etc etc…. De ces larges domaines, découlera un impact sur un vaste spectre d’industries, telles les cosmétiques, les pharmaceutiques, l’automobile, l’électroménager, l’hygiène, le bâtiment, la communication, la sécurité, la conquête spatiale…. L’environnement également, bénéficiera à terme d’énergies plus propres, plus économes, et de matériaux moins polluants. Bref, de très nombreux aspects de notre vie quotidienne seront d’une manière ou d’une autre affectés par la maîtrise des Nanotechnologies, car les Nanotechnologies vont permettre de faire mieux, avec moins. Ainsi on peut se procurer des raquettes de tennis plus résistantes et légères car composées en parties de nanotubes de carbone, ou encore des cosmétiques contenant des nano particules assurant une meilleure pénétration de l’épiderme. Mais on est encore loin de l’ère nanotechnologique qui envahira notre quotidien. Quand la révolution aura-t-elle lieu ? Quand bénéficierons nous massivement des progrès des Nanotechnologies ? Les estimations varient. Les extrêmes vont de 2010 à 2040, avec progressivement, un développement de l’approche de bas en haut pour aboutir à la fabrication moléculaire si cette théorie peut être mise en pratique sans obstacle majeur. Au cours des dernières décennies, de nouveaux outils physiques et théoriques ont permis à des physiciens, chimistes et biologistes, aux préoccupations différentes, d'arriver au même point: un point d'un millionième de millimètre. Tous ces scientifiques commencent à manipuler des molécules isolées et à exploiter leurs propriétés. Les possibilités de partage de compétences et de méthodes, à l'instar des possibilités de recherche commune, semblent illimitées. Le financement public de la recherche jouera également un rôle essentiel dans le développement de la nanoscience européenne. Des partisans de la vision plus conservative des Nanotechnologies contestent la faisabilité de la fabrication moléculaire, et se heurtent ainsi à la vision à long terme d’Eric Drexler, le pilier de la théorie sur la fabrication moléculaire. On peut qualifier cette dissension de Nano schisme, même si la majorité des chercheurs s’accorde à dire qu’à maturité d’un développement positif, les nanotechnologies devraient améliorer très significativement les conditions de vie sur terre (et dans l’espace) pour l’ensemble de la population. |