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nanotechnologies

Les technologies de l'invisible

2 Juin 2009, 19:06pm

Publié par Grégory SANT

Connaissez-vous le Japan Prize? Il s'agit de la plus haute distinction scientifique japonaise, accompagnée de la coquette somme de 50 millions de yens (plus de 400.000 euros), attribuée chaque année par un comité d'experts nippons et remise aux lauréats par l'Empereur du Japon en personne. Cette année, le récipiendaire-vedette est un Américain, Dennis L. Meadows, connu pour ses théories sur les "limites de la croissance", thèse selon laquelle l'espèce humaine va vite se retrouver dans une situation critique si certains facteurs physiques limitatifs de la vie terrestre, comme les ressources naturelles, l'environnement, les terrains, etc. ne sont pas pris en compte dans les politiques industrielles et économiques. Cette mise au point date de 1972: bien vu, mais encore difficilement applicable mondialement, tout nécessaire que ce soit.

En 2008, ont été primés par le Gotha des sciences japonais les surnommés "papas de l'internet", les Américains Vinton Gray Cerf, vice-président de Google, et Robert Elliot Kahn, PDG de l'organisation pour le développement de technologies CNRI. Un an plus tôt, en 2007, ce sont les physiciens français Albert Fert et allemand Peter Grünberg qui s'étaient vu remettre cette prestigieuse récompense des mains d'Akihito avant d'être également honorés du Prix Nobel de Physique quelques semaines plus tard.

Live Japon - nanotechnologies
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Si ce rappel est d'actualité c'est pour deux raisons: primo l'auteur de ces lignes a reçu cette semaine son carton pour assister à la remise du Japan Prize 2009, le 23 avril. Deuxio, le jour-même elle pensait fortement à Albert Fert en parcourant les travées du salon Nanotech à Tokyo, lieu où étaient présentées les dernières innovations liées aux nanotechnologies et nanomatériaux. Or, on pouvait y écouter des chercheurs nippons de NEC ou Toshiba vanter les performances des MRAM (magneto-resistive random access memory, mémoire magnéto-résistante à accès aléatoire), un type de mémoire vive précisément rendu possible par les découvertes d'Albert Fert sur les effets électriques de la magnétisation de couches nanométriques de différents matériaux.

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Ce dernier nous confiait lors de son dernier passage dans la capitale nippone être surpris par les développements que ses recherches suscitent chez les industriels locaux grâce à la rencontre entre ses découvertes fondamentales, la miniaturisation des matériaux et la précision des procédés de production poussées à l'extrême. «Les progrès incessants des nanotechnologies vont encore amener beaucoup de choses", prédit-il. La discipline dont il a ouvert la voie, «l'électronique de spin" ou «spintronique", exploite le spin électronique (un petit vecteur porté par chaque électron), pour révolutionner la façon dont son couchées les données sur un support constitués de plusieurs tranches nanométriques.

"Ce qui est extraordinaire avec la spintronique aujourd'hui, c'est l'extension de son champ d'application. Un problème fréquent pour moi est le choix entre plusieurs nouveaux axes de recherche qui me semblent tous également prometteurs", explique le physicien. Les résultats de ses travaux initiaux sur la magnero-resistance géante sont déjà utilisés pour la lecture/écriture sur des disques durs, d'autres sont exploités dans ce nouveau type de mémoire, les MRAM, sur lesquelles planchent ardemment les industriels japonais NEC, Hitachi ou Toshiba, attirant les regards non moins intéressés de chercheurs chinois et sud-coréens en quête d'informations.

Sony est également à la pointe dans ce domaine, selon M. Fert. «Les Japonais sont en avance dans le développement de la future génération de MRAM car ils ont su exploiter très rapidement les derniers progrès des nanotechnologies grâce à des efforts industriels et financiers conséquents", souligne le chercheur.

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Une première génération de MRAM a déjà été mise sur le marché en 2006 environ, mais son impact sur la technologie des ordinateurs est jugé très limité. "La nouvelle génération bénéficie des avancées récentes qui amènent une façon totalement nouvelle d'écrire une mémoire magnétique, directement par un courant électrique injecté dans la mémoire et non pas indirectement par le champ magnétique induit par un courant", détaille le physicien. Les chercheurs de NEC sont convaincus qu'il existe là une pépite technique, qui cumule les avantages des mémoires RAM et ROM (rémanente, basse-consommation, commutation rapide, etc), sans les inconvénients d'aucunes.

Grâce aux technologies exploitant le spin, il sera aussi possible, selon M. Fert, de créer un nouveau type d'oscillateurs qui pourraient avoir des applications importantes dans le domaine des télécommunications pour générer des ondes à très hautes-fréquences. Ainsi, ces technologies pourraient être utilisées pour créer un nouveau mode d'émission des téléphones portables et réseaux cellulaires. «L'évolution actuelle de la spintronique ouvre de nouveaux champs de recherche avec des problématiques nouvelles qui concernent aussi bien l'électronique que le magnétisme ou la dynamique non-linéaire (évolution non-linéaire d'un phénomène dans le temps - ndlr)", se réjouit-il.

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Cet exemple est un des innombrables cas qui illustrent la différence entre la recherche française (qui est à l'origine de découvertes fondamentales exceptionnelles mais qui peine à les exploiter faute d'industriels prêts à investir lourdement à long terme) et la capacité des Japonais à transformer en applications et produits des trouvailles prometteuses d'où qu'elles viennent et qui, sinon, resteraient sur des paillasses, inusitées. Toutefois gare, car les Japonais sont de plus en plus forts également en recherche fondamentale et ils ont ainsi de plus en plus le loisir d'exploiter à des fins industrielles leurs propres découvertes.

Un exemple? Eh bien celui des nanotubes de carbone. C'est NEC lui-même qui a mis en lumière cette structure et qui depuis pousse son avantage pour l'utiliser dans divers produits, dont les composants électroniques.

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Son compatriote Fujitsu aussi mise fortement sur le carbone sous toutes ses formes moléculaires, à commencer par lesdits nanotubes, un matériau qui, à en croire les Nippons, est pétri de qualités pour la conductivité, la rapidité, le comportement à température élevée, on en passe et des plus complexes à expliquer. Reste que toutes ces caractéristiques étaient doctement argumentées au salon Nanotech, même si la difficulté est de rendre attractif ce qui ne peut pas être vu, ou seulement à travers des microscopes, comme des "micro-machines" (ou micro-systèmes mécatroniques - MEMS) dont des minuscules piles à combustible pour alimenter un circuit intégré.

Malgré tout, en cherchant bien, on trouve quelques applications plus tangibles, directement issues des nanotechnologies. Exemple: un bio-plastique (encore signé NEC) qui a des propriétés (de robustesse, de flexibilité, de dureté, etc.) plus proches de celles des plastiques issus d'hydrocarbures, ce qui permet d'étendre les usages potentiels de ces nouveaux matériaux écolos, pour le plus grand bien de la planète.

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Du côté de l'Organisation pour le développement des nouvelles énergies et techniques industrielles (NEDO), on pousse à fond les recherches sur les écrans "ultra-flexibles" en appliquant des techniques de nano-impression sur des substrats malléables pour former la couche transistorisée, les couches-filtres ou encore la couche de rétroéclairage, le tout étant ensuite superposé tout en restant archi-fin et souple. Il s'agit au final de créer réellement un écran ayant la tenue d'un papier plastifié mais non rigide.

La création de nano-structures est un domaine dans lequel le Japon, qui compte des champions des systèmes d'impression industriels (Toppan, DNP, Epson, Brother, Canon, etc.), est apparemment l'un des pays les plus en pointe, grâce à une expertise de longue date en matière de composants miniatures, par exemple pour les imprimantes à jet d'encre.

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Ces technologies de l'infiniment petit vont très loin qui permettront par exemple de fabriquer... des coeurs humains, en imprimant des couches de cellules vivantes. Le raisonnement est basique: un organe n'est jamais qu'un assemblage très ordonné de cellules. Reste qu'il est a priori difficile de le reproduire compte tenu de la taille minuscule desdites cellules, de leur diversité, de leur nature vivante et de leur positionnement complexe. Mais un chercheur japonais, Makoto Nakamura, a découvert que les gouttes d'encre bombardées sur du papier par une imprimante à jet avaient à peu près les mêmes dimensions que des cellules, et que l'impression d'une photo en millions de couleurs n'était pas moins compliquée.

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D'où son idée originale de reproduire sur des milliers de couches superposées le motif cellulaire d'un organe pour le reconstituer en trois dimensions (3D), en exploitant la rapidité et la précision inégalées des imprimantes à jet d'encre. "C'est comme construire un gratte-ciel à une échelle microscopique en utilisant différents types de cellules", sourit Makoto Nakamura. Pour connaître le motif à répliquer, il suffit théoriquement de scinder un organe en deux horizontalement pour en voir la coupe, c'est-à-dire la disposition interne des cellules. Une imprimante est ensuite programmée pour éjecter des cellules selon le même modèle cellulaire, en accumulant des milliers de couches les unes sur les autres. L'imprimante "cellulaire", déjà mise au point à partir d'un modèle à jet d'encre du marché, est capable d'ajuster le tir avec une précision d'un millième de millimètre et de construire un tube de cellules d'un centimètre et demi de haut en une minute. Malin et sacrément prometteur.

Un autre exemple pour terminer ou presque, celui de nouveaux matériaux photovoltaïques qui peuvent être déposés en couches ultra-minces sur des supports très fins selon différentes formes complexes, comme des feuilles de fausse plante (Mitsubishi), objet décoratif qui du coup sert aussi de lampe alimentée par l'énergie solaire. Et des idées lumineuses comme celles décrites ci-dessus, il y en a encore bien d'autres en préparation. Allez, une dernière pour la route, la voiture dont le pare-brise serait un plein écran et dont la carrosserie changerait de couleur en fonction de la météo et de la température extérieure ou générerait elle-même de l'électricité, pour minimiser la consommation et la déperdition d'énergie.

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Source : clubic.com

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Les afficheurs OLED s’endurcissent

12 Mai 2009, 20:36pm

Publié par Grégory SANT

Des chercheurs de l’université de Tokyo ont créé des afficheurs OLED qui commencent à devenir vraiment résistants. Certains de nos rêves pourraient devenir réalité dans un avenir relativement proche.

Suspendus dans une matrice flexible de nanotubes de carbone et de caoutchouc, les nouveaux afficheurs OLED peuvent être étirés de 50% par rapport à leur taille normale et être entourés autour de surfaces 3D complexes.

Ils ne sont certes pas encore fins comme du papier et les graphiques sont encore monochromes, mais ces OLED du futur pourraient bien rapidement se glisser partout dans notre quotidien. D’autant plus qu’ils peuvent être fabriqués selon un procédé d’impression industriel qui rendrait cette technologie peu coûteuse. Vivement demain! Source : gizmodo.fr

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Les nanotechnologies vont révolutionner le stockage de l’énergie

11 Mai 2009, 20:30pm

Publié par Grégory SANT

L’essor des véhicules électriques bute encore sur les batteries actuelles qui, malgré de réels progrès, ne contiennent pas assez d’énergie pour faire rouler sur de longues distances nos voitures et nécessitent en outre de longs temps de rechargement. Mais les nanotechnologies sont en train de révolutionner les solutions de stockage embarqué d’électricité. Plusieurs laboratoires dans le monde travaillent sur des nanocondensateurs électrostatiques, qui augmentent par dix la capacité de stockage du classique condensateur électrostatique. Avec ce dispositif, il sera bientôt possible de stocker et de distribuer efficacement l’électricité récoltée grâce aux moyens alternatifs (solaire, vent etc.).

Gary Rubloff, directeur du NanoCenter de l’Université du Maryland, souligne que cette technologie offre "une haute densité d’énergie, d’une forte puissance et d’un rechargement rapide qui sont essentiels pour notre énergie future". Le chercheur insiste sur le fait qu’il s’agit d’une technologie pour la production de masse. Le but étant de réussir à appliquer des milliards de nanostructures dans une batterie. À long terme, il prévoit que la même nanotechnologie sera utilisée pour offrir une nouvelle façon de stocker les énergies renouvelables destinées à l’alimentation énergétique des usines. Mais également de pouvoir faire face à une demande croissante en énergie propre.

D’après des chercheurs du MIT, il sera bientôt possible de fabriquer à un coût raisonnable des batteries de téléphone ou d’ordinateurs qui se rechargent en quelques dizaines de secondes, tout en étant plus petites et plus légères. La technologie qu’ils ont mise au point ne change pas drastiquement des batteries actuelles que nous utilisons, les batteries Lithium Ion. En effet, le matériau utilisé est le Lithium Fer Phosphate, LiFePO4 et l’approche ne requiert que de simples changements dans le procédé de production de ce matériau déjà bien connu. Tout ça joue en faveur d’une commercialisation qui ne prendrait pas plus de deux ou trois ans, selon le responsable de la recherche Gerband Ceder.

Comme toutes les batteries Lithium Ion, le LiFePO4 absorbe et délivre de l’énergie par l’extraction simultanée et respectivement l’insertion d’ions Li+ et d’électrons. Ainsi, la capacité à fournir de la puissance et à se recharger dépend de la vitesse de déplacement des ions Li+ et des électrons à travers l’électrolyte et à travers le matériau des électrodes.


Les simulations faites par les chercheurs Byoungwoo Kang et Gerbrand Ceder montrent que les ions et les électrons se déplacent intrinsèquement vite, donc la limite à leur déplacement rapide dans les batteries actuelles se situe autre part : ils ont mis en évidence que les particules chargées se déplacent dans des sortes de tunnels à travers le matériau, dont les entrées et les sorties se situent sur la surface. Si les particules ne sont pas en face de ces entrées, elles ne peuvent pas se déplacer. Le LiFePO4 nanostructuré permet d’obtenir une mobilité importante des ions et électrons en surface du matériau. Un prototype de batterie de ce type pourrait se charger en moins de 20 secondes, contre 6 minutes avec un matériau non modifié.

La plupart des batteries commercialisées sont faites de Lithium Cobalt, mais le LiFePO4 ne souffre pas de surchauffe, ce qui a déjà entraîné la destruction d’ordinateurs portables ou autres baladeurs mp3. Même s’il est peu cher, le LiFePO4 n’a pas jusqu’à maintenant retenu l’attention car le Lithium Cobalt peut stocker plus de charge pour un poids donné.

Cependant, les chercheurs ont découvert que leur nouveau matériau ne perd pas sa capacité de charge avec le temps alors que les batteries standard ont une durée de vie plus limitée. Cela signifie que l’excès de matériau nécessaire pour les batteries standards pour compenser leur dégradation avec le temps ne sera plus nécessaire, rendant les batteries plus petites et plus légères avec des performances de charge et de décharge très importantes. Charger des batteries en quelques secondes au lieu de plusieurs heures va permettre un changement des habitudes quotidiennes, et donc permettra de nouvelles applications technologiques. En effet, la vitesse d’évolution de l’électronique est limitée par la capacité des batteries. Seulement 360W sont nécessaires pour charger une batterie de téléphone portable de 1Wh en 10 secondes.

Par ailleurs, cette technologie pourrait également bouleverser l’automobile : décharger une batterie en quelques secondes, c’est disposer de la puissance immédiate qui fait défaut aux véhicules électriques actuels. La charger en quelques minutes au lieu d’y passer la nuit permet d’envisager sereinement de longs trajets ; encore faut-il, bien entendu, que le réseau électrique fournisse une puissance suffisante pour permettre cette charge rapide.

En effet, 180kW sont nécessaires pour charger une batterie de 15kWh (batterie pour véhicules hybrides électriques) en cinq minutes, ce qui implique l’utilisation de stations d’énergie électriques pour recharger les voitures hybrides électriques. Certains constructeurs ont cependant déjà investi dans des batteries à charges rapide. Utilisant la technologie d’Altair Nanotechnologies, Phoenix Motorcars a construit un prototype de voiture électrique, autonome sur 160 km, pouvant être rechargée en seulement 10 minutes. Selon Ceder, de telles batteries pourraient être sur le marché d’ici trois ans.

On voit donc que les nanotchnologies, qui sont déjà en train de bouleverser la médecine, la biologie et l’électronique vont également permettre des ruptures technologiques décisives dans les domaines tratégiques de l’énergie et des véhicules propres.


Dans ce contexte, on ne peut que se réjouir du lancement, il y a quelques jours, du projet GIANT -Grenoble Isère Alpes NanoTechnologies, dont l’ambition est de faire de MINATECH un pôle scientifique mondial équivalent au célèbre MIT américain. Ce projet GIANT, qui est porté par les acteurs scientifiques et universitaires de la région, a été lancé en 2006, sous l’impulsion de Jean Therme, directeur du CEA (commissariat à l’énergie atomique) Grenoble.

Il repose sur l’alliance d’acteurs locaux du secteur de la recherche, des grandes écoles et des universités et du monde industriel (grandes entreprises tout autant que start-up), autour de trois axes : les micro et nanotechnologies, les nouvelles technologies de l’énergie et les biotechnologies. GIANT rassemble aujourd’hui 6 000 chercheurs et 6 000 étudiants. Les objectifs visés, à six ans, consistent à atteindre 8 000 chercheurs, 10 000 étudiants, 5 000 publications et 350 brevets par an, avec un budget annuel de 1 milliard d’euros.

Jean Therme, initiateur du projet et directeur du CEA Grenoble, a par ailleurs annoncé un futur "Minatec" de l’énergie qui devrait réunir 3000 chercheurs sur 100000 m2. Il aura vocation à soutenir la production de capteurs solaires, à élaborer les véhicules à basse consommation et à développer une filière de la batterie.

La France, qui a su développer un pôle de compétence et d’excellence de niveau mondial dans ce domaine des nanotechnologies, doit absolument poursuivre et accroître son effort au cours des prochaines années car il ne fait à présent plus de doute que les nanotechnologies vont permettre, dans cinq secteurs clés, l’environnement, les sciences de la vie, les technologies de l’information, l’énergie et les transports, des sauts technologiques majeurs.

René Trégouët

Source : tregouet.org

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Le béton fait sa révolution

3 Mai 2009, 21:05pm

Publié par Grégory SANT

La villa Navarra, avec une toiture ultra-mince en BEFUHP, imaginée par l’architecte Rudy Ricciotti. Aucun pilier ne soutient ce toit de 40 mètres de long.

La villa Navarra, avec une toiture ultra-mince en BEFUHP, imaginée par l’architecte Rudy Ricciotti. Aucun pilier ne soutient ce toit de 40 mètres de long. (Philippe Ruault - Rudy Ricciotti)

Ceci n’est pas du caoutchouc !» Le professeur Surendra Shah, du département d’ingénierie des matériaux de l’université de Northwestern (Illinois, Etats-Unis), s’est taillé un franc succès en pliant un fin morceau de béton souple et expérimental devant un parterre de chercheurs, d’ingénieurs et d’architectes. Il intervenait à l’Université Columbia (New-York) lors de la seconde conférence de dédiée à l’architecture, l’ingénierie et la science des matériaux, consacrée cette année au béton (1). «Nous sommes passés de l’échelle macro à l’échelle micro, maintenant c’est au tour de la nano» a commenté le Pr Shah !

Découvert par les Romains, réinventé au 19ème siècle par l’ingénieur français Louis Vicat, longtemps élaboré de façon empirique, le béton est devenu ces quinze dernières années un matériau de plus en plus high-tech, grâce aux dernières méthodes d’investigation scientifique. Résonance magnétique nucléaire, microscopie électronique, rayonnement synchrotron… «Les chercheurs sont descendus à une échelle très fine, pour identifier et comprendre les phénomènes qui sous-tendent le comportement du béton» raconte le physicien Jacques Lukasik. Directeur scientifique de Lafarge, il a conduit cette révolution méthodologique pour le groupe français, N°3 mondial du béton, qui emploie aujourd’hui 200 chercheurs et multiplie les collaborations avec le CNRS, l’Ecole polytechnique, l’Ecole des Ponts, ou encore le MIT (Massachussets intitute of technology).

Microfibres d’acier
«C’est en étudiant sa structure granulaire que nous avons pu enrichir le béton avec des microfibres spécifiques et augmenter ainsi ses qualités» raconte Jacques Lukasik. Résultat ? Le dernier béton fibré renforcé à ultra haute performance (BFUHP ou Befup) de la maison, le Ductal®, un matériau plus proche de l’acier que du béton, serait aujourd’hui six à huit fois plus résistant à la compression et 10 fois plus résistant à la flexion que les bétons traditionnels. Enrichis de microfibres d’acier, les BFUHP nécessitent un moindre recours aux armatures d’acier passif. Enrichis en polypropylène, ils développent une résistance accrue au feu.

D’ordinaire, le béton éclate car l’eau piégée à l’intérieur se transforme en vapeur d’eau et dilate la matière. Là, le polypropylène fond, libérant un espace pour la vapeur d’eau et retardant l’écaillage. Mais c’est leur ductilité, c'est-à-dire leur aptitude à la déformation sous des poids excessifs sans se rompre, qui en fait aujourd’hui des matériaux prisés par les architectes, comme en témoigne la Villa Navarra. (lire également Des bétons high-tech pour construire des ponts habités).

Ruée vers le nanomonde
Les trois principaux BFUHP mis au point et utilisés dans le monde l’ont tous été jusqu’à présent par des groupes français. D’autres progrès peuvent encore être réalisés à l’échelle nanométrique, et les chercheurs se bousculent désormais sur ce créneau: "Nous étudions la mise au point de bétons composites dopés avec des nanotubes de carbone, pour prévenir les fissures à échelle nanométrique. C’est un nouveau tissu que nous créons"  s’enthousiasme ainsi le Pr Shah. Des tissus ultra-résistants, de plus en plus légers, mais dont on pourrait également améliorer les performances acoustiques, thermiques, esthétiques…jusqu’à imaginer des matériaux lumineux voire transparents.

Pour accélérer cette rupture technologique, un consortium de recherche fondamentale –NANOCEM- a été créé en Europe, associant 14 acteurs industriels et 23 laboratoires publics.

Cependant, si le béton passe à la nano, les problèmes environnementaux restent «macro» : 7 milliards de m3 de béton sont consommés chaque année dans le monde et leur emploi nécessite toujours une colle -le ciment- dont la fabrication est énergivore. Une autre piste de recherche consiste donc à trouver des substituts au ciment, comme les cendres de lave. D’autres chercheurs travaillent enfin sur le réemploi des gravats et des bétons de démolition, de façon à recycler le matériau. Un énorme chantier en perspective.


A New York, Rachel Mulot
pour Sciences et Avenir.com

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Des drones façon libellule

21 Avril 2009, 20:40pm

Publié par Grégory SANT

Une ingénieure généraliste de l'Onera (www.onera.fr) présente le projet Remanta. Une initiative de recherche destinée à valider le concept d'un aéronef à ailes battantes dont les avantages seraient la petite taille et une maniabilité supérieure à l'hélicoptère.

Source ; dailymotion.com

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Bientôt des Nanosoldats ?

17 Avril 2009, 22:09pm

Publié par Grégory SANT

L’Agence américaine de recherche militaire projette de mettre au point dans les deux ans des MAVs [Micro Air Vehicles] : des robots espions de 15 cm de long, capables de voler jusqu’à 70 km / heure pendant 20 à 60 mn. Ces drônes iront là où les fantassins ne vont pas, pour rapporter des images précieuses, vus du ciel ou de l’intérieur des bâtiments.

A terme, grâce aux nanotechnologies, ces drônes auront la taille d’une mouche, ils se déplaceront par essaims, et seront capables d’espionner mais aussi d’attaquer. Sabotage des armes et du matériel, voire propagation de maladies dans les armées ennemies. Difficile de sa battre contre une armée de soldats microscopiques !

On prévoit même de les rendre auto-répliquants, c-a-d capables de fabriquer eux-mêmes d’autres nanobots, des nano-robots...
Source : cafardcosmique.com

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Nouveaux procédés d'obtention de nanomatériaux de carbone

12 Avril 2009, 21:09pm

Publié par Grégory SANT

Des spécialistes de l'Institut central d'aérohydrodynamique (TsAGI) ont élaboré et breveté de nouveaux procédés d'obtention de fullerènes [1], de tubes de carbone et de diamants de haute qualité à l'aide d'une installation compacte. Les procédés brevetés permettent d'obtenir des nanomatériaux de carbone de meilleure qualité, tout en diminuant la quantité de travail requise à cette fin.

En quoi consiste cette nouvelle technique ? Deux mélanges composés, dans des proportions diverses, d'une substance contenant du carbone (de l'acétylène ou du kérosène) et d'un oxydant sont introduits dans une chambre spéciale. Un des mélanges y pénètre à travers une buse [2], et les deux flux sont intensivement mélangés. Puis on envoie dans la chambre un excitateur spécial, créant une explosion et, sur le front de l'onde de détonation, il se forme des clusters de carbone : des groupements de quelques atomes de carbone. Le produit de la détonation sort de la chambre et, après un rapide refroidissement, il se cristallise : on obtient alors un carbone présentant une nanostructure. Pendant que les clusters de carbone se cristallisent, on réitère le processus avec un nouveau mélange.

Le procédé, breveté, donne la possibilité d'obtenir des fullerènes, des nanotubes et des diamants d'une qualité supérieure à celle obtenue avec les techniques utilisées précédemment. Les diamants artificiels ainsi obtenus contiennent moins d'impuretés, car les produits de la détonation ne demeurent que brièvement dans la chambre. Par ailleurs, la quantité de travail nécessaire pour fabriquer des nanomatériaux de carbone s'avère moins importante, et la nouvelle installation pour les obtenir se distingue par sa compacité.

Les fullerènes, les tubes de carbone et les diamants sont utilisés comme adjuvants [3] pour modifier d'autres matériaux et en obtenir de nouvelles propriétés. Les principaux domaines d'application des nanomatériaux de carbone sont la microélectronique et l'optique ainsi que, peut-être, à terme, la médecine. Des espoirs particuliers reposent également sur leur utilisation dans l'aéronautique, pour réduire la masse des aéronefs et améliorer la furtivité des appareils militaires. Les nanotechnologies permettent, par ailleurs, d'élaborer des instruments aéronautiques de haute précision pour mesurer la température et la pression.

[3] : Un adjuvant est quelque chose ou quelqu'un qui aide à l'accomplissement d'un processus.

Source : bulletins-electroniques.com

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Des puces toujours plus petites

8 Avril 2009, 20:31pm

Publié par Grégory SANT

 

nanoelectronique.jpgDeux études scientifiques publiées dans le nouveau numéro de la revue Science font état des plus récents progrès réalisés dans le domaine de la nanotechnologie.

Une équipe de chercheurs de l'Université du Massachusetts, Amherst et de l'Université de Californie, Berkeley a notamment trouvé une façon de produire une couche mince («thin film») de semi-conducteurs qui permettrait d'accroître substantiellement la capacité de stockage des ordinateurs.

Selon les chercheurs, leur technologie leur permettrait de placer quinze fois plus de semi-conducteurs sur une même surface que la technologie employée aujourd'hui. Cela veut dire qu'une surface de la grandeur d'une pièce de 25 cents pourrait contenir autant de données que 250 DVD.

Pour produire cette surface, les chercheurs ont utilisé un crystal de saphir pour sculpter les sillons très étroits où sont placés les semi-conducteurs.

Des nano-transistors

Une autre équipe de chercheurs, de l'Université de Pittsburgh, a publié dans le même numéro de la revue Science un article scientifique portant sur la création de transistors d'une taille de deux nanomètres.

« Nous démontrons dans cette étude que nous serions capables de produire des transistors qui seraient beaucoup plus petits que ceux fabriqués actuellement », écrit le responsable de l'équipe de chercheurs, Jeremy Levy.

L'équipe de chercheurs a réussi à créer un petit transistor en collant ensemble une pièce d'aluminate de lanthane et une pièce de Titanate de strontium. Les scientifiques ont ensuite réussi à souder un petit fil électrique entre les deux composantes. « Le transistor est probablement le plus petit qui a été réalisé jusqu'à présent », a souligné Jeremy Levy dans un courriel envoyé à l'agence de presse Reuters.

Source : techno.branchez-vous.com

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Un blouson pour recharger son portable

7 Avril 2009, 20:41pm

Publié par Grégory SANT


Le professeur Zhong Lin Wang montre un prototype de microfibre génératrice d'électricité ©  Georgia Tech Photo / Gary Week

Avec 4 milliards d'abonnés au téléphone portable dans le monde, les innovations affluent dans le secteur. Un des principaux problèmes reste l'autonomie de ces appareils, toujours plus consommateurs d'énergie. Des vêtements capables de récupérer l'énergie dégagée lors des mouvements sont déjà sortis des laboratoires. Il existe ainsi des dispositifs intégrés à des semelles ou à un sac à dos. Le Georgia Institute of Atlanta a mis au point une fibre hybride combinant du Kevlar et des nanofils de zinc.

Au-delà des vêtements, ces fibres high tech pourraient également être incorporées dans des rideaux ou des toiles de tente, de manière à transformer l'énergie du vent ou les vibrations sonores en courant électrique.

Sortie estimée : 3 à 5 ans

Source : journaldunet.com 

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Le "miracle " des nanorobots

3 Avril 2009, 20:31pm

Publié par Grégory SANT

 

Une équipe de chercheurs de l’Institut National des sciences des matériaux à l’université de Tsukuba, au Japon, a réussi à créer le plus petit ordinateur du monde composé de seulement 17 molécules.





Ce système fonctionne en parallèle, exécutant plusieurs instructions en même temps. Les composants utilisés sont des molécules de duroquinone, qui peuvent prendre quatre positions différentes. L’ordinateur lui-même est une espèce d’anneau, composé
d’une molécule centrale et de 16 molécules à la périphérie.

Pour envoyer une instruction, on “titille” électriquement la molécule centrale via un microscope à effet tunnel. Cet appareil onéreux sert à observer l’infiniment petit, mais aussi, contrairement aux microscopes traditionnels, à le manipuler. Il est en effet doté d’une aiguille ultra-fine capable d’agir au niveau atomique. Une fois activée, la molécule centrale envoie son instruction simultanément aux 16 molécules périphériques (voir la vidéo de Msnbc qui explique le fonctionnement). Ce nano-ordinateur est donc capable de prendre 4^16 états différents, soit près de 4,3 milliards de combinaisons possibles (du moins en principe, car selon Physorg, certains états seraient trop instables).

Selon l’un des chercheurs, Anirban Bandyopadhyay, cette architecture particulière, dans laquelle un élément communique simultanément avec de nombreux autres, se retrouve dans le cerveau et dans le mode de fonctionnement des neurones.Les chercheurs ne se sont pas arrêtés là. Ils ont essayé de connecter leur petit ordinateur avec huit nanomachines, comme le plus petit ascenseur du monde, capable de s’élever ou de descendre d’un nanomètre. Ils ont ainsi pu vérifier qu’ils étaient capables de piloter des systèmes externes avec leur appareil.

Les applications, quoiqu’encore lointaines, sont alléchantes. Tout d’abord, il deviendrait possible de poursuivre la loi de Moore encore plus loin qu’on ne l’aurait cru possible : il suffit d’imaginer des millions de ces petits ordinateurs connectés en réseau ! Mais cette invention ouvre aussi des perspectives excitantes en médecine. On tient peut-être la “tête” des nanorobots, le centre de commandes qui permettra à ceux-ci d’accomplir leur mission thérapeutique au sein du corps humain. En cas de tumeur au cerveau, par exemple, on n’aurait plus besoin de recourir à la chirurgie. Il suffirait d’injecter dans le sang l’ordinateur central connecté à un groupe de nanomachines, lesquelles exécuteront alors un programme spécifique.Pour rendre cette découverte utilisable, des progrès restent pourtant à accomplir. Tout d’abord, l’usage d’un microscope à effet tunnel pour envoyer les instructions est trop lourd et trop coûteux. Lorsque des nanorobots circuleront dans un cerveau pour éliminer une tumeur, on ne pourra pas utiliser le microscope !

Les chercheurs cherchent donc des “activateurs chimiques”, telles des protéines, pour envoyer leurs instructions au nano-ordinateur. Une autre direction possible consiste à augmenter la puissance de l’ordinateur. Aujourd’hui, un anneau permet d’envoyer une instruction simultanée à 16 molécules. Si on transforme cet anneau en sphère, on pourra faire la même chose avec 1024 molécules. On pourrait donc générer 4^1024 combinaisons possibles !

Source : nanosciences.biz

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