Overblog
Suivre ce blog Administration + Créer mon blog

nanotechnologies

Nanotechnologies : le « plus » environnemental

25 Février 2009, 20:50pm

Publié par Grégory SANT

Dans l’inconscient populaire, les nanotechnologies se résument à une logique de miniaturisation. Les dernières campagnes de communication de certaines sociétés (nano Ipod chez Apple, voiture Nano chez Tata Motors) renforcent cette perception.

Plus récemment, les nanotechnologies ont pénétré notre quotidien avec l’arrivée de nanoparticules conférant de nouvelles propriétés/fonctionnalités à des produits usuels (textile, cosmétique, automobile, loisir…).

Mais les nanotechnologies sont bien plus que cela, elles sont la promesse de nouveaux modes de production plus économes en énergie et plus respectueux de l’environnement. Plus qu’un effet de mode, les nanotechnologies représentent un véritable espoir de révolution industrielle !

En effet, il est intéressant de noter que finalement l’industrie manufacturière a peu évolué depuis ses débuts. La fabrication d’un produit passe toujours par l’extraction de matières premières en grande quantité, qui sont ensuite transformées au cours de nombreuses phases de process industriel. Au cours de cette chaîne de fabrication, les quantités d’énergie dépensées sont colossales et les volumes de déchets produits importants, même si la tendance actuelle est de limiter ces deux aspects. Ce constat est identique dans des industries comme la microélectronique où l’on dépose, polie, photo-révèle des couches toujours plus petites.

Les industriels partent également de matières premières « macro » pour obtenir un produit (approche topdown). Les nanotechnologies veulent ouvrir de nouvelles voies de production. L’idée originale de Richard Feynman en 1959 suggère de produire à partir de l’atome (logique bottom-up): manipuler, contrôler, diriger la matière pour produire l’objet désiré. Cette approche, certes encore aujourd’hui futuriste et qui montre rapidement ses limites de production industrielle (imaginons le temps qu’il faudrait pour construire une voiture en manipulant les atomes 1 à 1 !), permettrait de réduire drastiquement les quantités de déchets produits tout en réduisant les dépenses énergétiques. Les nombreux développements actuels à travers le monde posent les bases d’une nouvelle culture industrielle « cleantech ». Déjà de premières démonstrations d’auto-assemblage d’atomes sont proposées, des moteurs moléculaires voient le jour. On est certes loin de la production de masse, mais la révolution est en marche.
Source : enerzine.com

Voir les commentaires

Des matériaux boostés aux nanotubes pour chauffer le sol

9 Février 2009, 19:51pm

Publié par Grégory SANT


Des sols chauffés par une batterie de 12 volts ? Ce ne sera bientôt plus de la fiction. Un prototype de moquette modifié avec des nanotubes de carbone a été mis au point par Jerzy Peszke, chercheur à l'Université Jan Dlugosz de Czestochowa, située à 220 km au sud de Varsovie.

En incorporant les nanotubes aux polymères utilisés dans la fabrication de moquettes, Jerzy Peszke a créé une surface aux propriétés intéressantes : reliée à une source d'électricité, elle permet de chauffer d'importantes surfaces au sol avec peu d'énergie. Ceci grâce aux excellentes propriétés de conduction de la chaleur des nanotubes de carbones. Ces structures cristallines en forme de cylindre, des milliers de fois plus fines qu'un cheveu, sont l'un des premiers produits industriels issu des nanotechnologies.

Cette application originale confirme l'intérêt pour les nanotechnologies de l'Université Jan Dlugosz, qui est l'un des centres les plus performants en Pologne sur ce sujet. L'institut travaille notamment en partenariat avec la société Nanoco qui se charge de l'application industrielle de ses découvertes.

Grâce à un précédent travail de Jerzy Peszke, une usine de Lublieniec devrait ainsi bientôt commencer à produire un linoléum modifié avec du nano-argent pour donner au sol des propriétés bactéricides.

Par Guillaume Giraudet Source : bulletins-electroniques.com

Voir les commentaires

Du nanotube de carbone pour aller dans l'espace

2 Février 2009, 21:59pm

Publié par Grégory SANT

L’idée d’un ascenseur de l’espace était encore le domaine des écrivains de science-fiction, avant que n’apparaisse une nouvelle forme de ruban en nanotubes de carbone qui pourrait rendre l’aventure possible.

Motivée par un prix de 4 millions de dollars financé par la NASA, une équipe de l’Université de Cambridge a développé un ruban suffisamment léger et flexible tout en étant apparemment le plus solide au monde. L’équipe produit actuellement 1 gramme de ce matériau par jour et entend atteindre une trentaine de kilomètres en longueur. Selon Alan Windle, professeur en Science des Matériaux à Cambridge, la NASA aimerait plus de 230.000 km de bousin, tout en faisant remarquer qu’une production à l’échelle industrielle est indispensable pour y arriver.

Mais l’idée commence à soulever de plus en plus d’intérêt. Les Japonais considèrent très sérieusement la possibilité de bâtir un ascenseur de l’espace à l’aide de nanotubes de carbone et certains pensent que ce nouveau projet permettrait d’envisager l’ouvrage d’ici une dizaine d’années.
Source : gizmodo.fr

Voir les commentaires

Béton translucide pour transcender votre intérieur !

31 Janvier 2009, 18:58pm

Publié par Grégory SANT

L'architecte Hongrois Aron Losonszi, lui aussi lauréat du RedDot Design Award dont on a déjà parlé, a développé un produit vraiment extraordinaire ! Ses briques de béton Litracon sont en effet translucides ! Il réalise cette prouesse technologique en ajoutant des fibres optiques à la préparation de béton qui peut ensuite être moulée en briques ou barres. A l'état normal, la brique Litracon a l'apparence du béton brut, gris. Mais lorsqu'une lumière y est projetée, elle devient réellement translucide et permet des jeux d'ombres chinoises : applications multiples en architecture d'intérieur. Allez visiter son site pour voir toutes les applications de ce matériau magique. whataweirdworld___light_emitting_concrete

Source : whataweirdworld.canalblog.com

Voir les commentaires

Comment faire des nano-tresses?

13 Janvier 2009, 20:48pm

Publié par Grégory SANT

Mille fois plus fins qu’un cheveu, les fils qui s’entrelacent sur ces images ont spontanément formés tresses et hélices… grâce à un dispositif mis au point par des chercheurs de Harvard.

Grâce aux tensions de surface qui s'exercent, les nano-poils se groupent, s'enroulent et forment spontanément des structures en hélice.

Grâce aux tensions de surface qui s'exercent, les nano-poils se groupent, s'enroulent et forment spontanément des structures en hélice. (Image courtesy of Joanna Aizenberg, Harvard University)

Ce qui est aussi simple pour la nature qu’enrouler ensemble des mèches de cheveux frisés et humides, des chercheurs sont parvenus à le reproduire avec des nano-poils de polymère, plongés dans un liquide qui est ensuite évaporé. De la sorte, une équipe de l’Université d’Harvard (Etats-Unis) a obtenu des tresses et des hélices –avec des fils mille fois plus petits qu’un cheveu.

Joanna Aizenberg et ses collègues ont immergé ces nano-poils, rangés en ligne comme les fils d’un tapis, dans un liquide. Lorsque celui-ci s’évapore, les forces de capillarité qui s’exercent poussent les poils de polymère à se coller et à s’enrouler les uns autour des autres, en des formations toujours plus importantes. Les chercheurs ont recréé un processus spontané d’hélices, imitant ainsi la nature qui en produit beaucoup, comme en témoignent les galaxies, les coquillages ou la molécule d’ADN.

En modifiant la rigidité des poils et la direction d’évaporation du liquide, les chercheurs ont fait varier les arrangements des nano-poils. Ils ont même réussi à les faire s’enrouler autour d’une sphère, qu’ils agrippent avec force. En jouant sur l’environnement des poils de polymère, comme le pH du liquide, il est possible de libérer la sphère, précisent les auteurs de ces travaux, qui sont publiés aujourd’hui dans la revue Science.

Ce procédé pourrait être utilisé dans de multiples domaines, selon les chercheurs, par exemple pour transporter des médicaments dans la circulation sanguine ou d’infimes doses de composants dans des laboratoires ultra miniaturisés réduits à la taille d’une puce (grâce aux avancées récentes de la microfluidique).

Cécile Dumas
Sciences-et-Avenir.com

Voir les commentaires

Risques des nanotechnologies sur l'environnement

9 Janvier 2009, 20:45pm

Publié par Grégory SANT

Une évaluation complète du cycle de vie environnemental et des effets sur la santé et la sécurité au travail doit être réalisée avant même la mise en marché des produits.


Une fois libérés dans la nature, les matériaux nanomanufacturés constituent une catégorie inédite de polluants artificiels. On craint que la nature inédite des nanomatériaux exerce des impacts potentiellement nuisibles sur l’environnement : on se préoccupe de la mobilité de ces substances, de leur persistance dans le sol, de la bioaccumulation dans l’air et dans l’eau, et d’interactions inattendues avec d’autres matériaux chimiques ou biologiques. Le petit nombre d’études réalisées jusqu’à maintenant a eu pour effet de tirer plusieurs sonnettes d’alarme. On a par exemple prouvé que l’exposition à des concentrations élevées d’aluminium nanométrique a fortement restreint la croissance de cinq espèces de cultures commerciales, que des sous-produits liés à la fabrication de nanotubes de carbone monoparoi accroissaient le taux de mortalité et freinaient la croissance chez un petit crustacé d’estuaires,  et que le nanoargent nuisait à des microorganismes bénéfiques.


La Société Royale du Royaume-Uni a d’ailleurs recommandé « d’éviter dans toute la mesure du possible de diffuser des nanoparticules et des nanotubes dans l’environnement » et que « les usines et laboratoires de recherche considèrent les nanoparticules et les nanotubes manufacturés comme dangereux, en s’efforçant d’en réduire ou d’en éliminer complètement la présence dans le flux de déchets. » 

La recherche portant sur les risques environnementaux liés aux nanomatériaux reste absente des priorités gouvernementales, et les fonds présentement consacrés à étudier les nanorisques significatifs demeurent nettement insuffisants : c’est pourquoi certains risques environnementaux potentiels demeurent inconnus. Les gouvernements devront accroître radicalement le financement de la recherche en environnement, en santé sécurité, et mettre au point des stratégies de recherche sur le risque. 

Les nanomatériaux rendent l’application des régimes de protection environnementale extrêmement problématique. 

Source : a-brest.net

Voir les commentaires

Matériaux adaptatifs, matériaux intelligents

7 Janvier 2009, 22:22pm

Publié par Grégory SANT

atériaux adaptatifs
Les matériaux piézoélectriques génèrent une tension électrique lorsqu'ils subissent une contrainte (déformation mécanique) et inversement ils se déforment quand on leur applique une tension. Ce sont surtout des céramiques mais aussi des polymères. Ils servent à fabriquer des capteurs. Associés à une électronique de commande, les matériaux piézoélectriques permettent de contrôler les vibrations de structures pour des composants embarqués. Ils peuvent également récupérer l'énergie des vibrations pour augmenter l'autonomie des dispositifs.
Les matériaux magnétostrictifs se déforment sous l'action d'un champ magnétique. Ils ont des utilisations similaires à celles des matériaux piézoélectriques.
Les alliages à mémoire de forme, déformés à froid, retrouvent leur forme initiale au-delà d'une certaine température. Cette propriété est due à un changement de phase (c'est-à-dire de structure cristalline) réversible : l'alliage a une forme martensitique à basse température et austénitique à haute température. Ce sont en général des alliages de cuivre, zinc et aluminium, ou de titane et de nickel. Si les déformations ne dépassent pas une certaine amplitude, le processus peut être répété des millions de fois.
Ces alliages sont utilisés en chirurgie pour des stents (prothèses placées à l'intérieur d'une artère) insérés à froid et prenant leur forme définitive à la température du corps.
De nombreux polymères ont également des propriétés de mémoire de forme. Certains polymères conducteurs ou ioniques modifient leur forme par un phénomène analogue à la piézoélectricité. Ce phénomène se manifeste si le matériau est immergé dans un fluide. De tels polymères font l'objet de recherches pour obtenir des muscles artificiels. D'autres polymères se déforment lorsqu'on leur fournit de l'énergie chimique ou électrique. Les polymère nématiques se déforment en fonction de la température ou de l'éclairement.

Exemples d'utilisations
Les verres photochromiques changent de couleur en fonction de l'intensité de la lumière. Ils peuvent servir à fabriquer des vitres, des lunettes, des pare-brise automobiles qui s'obscurcissent en fonction de l'intensité du rayonnement solaire. Les textiles intelligents confèrent aux vêtements des fonctions de régulation de température ou d'humidité. Ils peuvent également intégrer des biocapteurs pour une surveillance de l'environnement ou de l'état de santé.
Dans le domaine de la construction, on peut imaginer des revêtements changeant de couleur, absorbant ou réfléchissant la lumière selon la température ambiante et même capables de fournir de l'énergie à partir de différences locales de températures (thermocouples) ou de vibrations naturelles (capteurs piézoélectriques). Une peinture changeant de couleur en fonction du pH peut donner une alerte quand le métal qu'elle recouvre s'oxyde.

Capteurs et matériaux véritablement intelligents
L'idée de matériau intelligent est apparue en construction aéronautique à propos des voilures évolutives, s'adaptant en temps réel aux conditions de vol (morphing aircraft). Le but est d'obtenir des ailes d'avion aussi performantes que les ailes d'un oiseau. Le matériau possède des parties sensibles (capteurs) et des parties actives (actionneurs). Un ordinateur analyse les données pour optimiser les modifications de forme. L'objectif est d'intégrer le plus étroitement possible les capteurs dans la structure.
Actuellement les projets sont basés soit sur des réseaux de microcapteurs et de microactuateurs, soit sur des matériaux adaptatifs, par exemple des alliages à mémoire de forme. Les ailes se déforment sous l'action de signaux thermoélectriques. Elles reprennent la forme initiale en l'absence de signal. On peut aussi utiliser des matériaux piézoélectriques qui se dilatent ou se contractent en fonction d'un courant électrique.

Le futur
Certains laboratoires travaillent sur des matériaux composites capables de s'auto-réparer. Des microcapsules et des catalyseurs sont dispersés dans le matériau. Quand une fissure apparaît, elle fait éclater les microcapsules. Le matériau de réparation contenu dans les capsules réagit avec le catalyseur pour former un produit qui colmate la fissure.
Dans un stade ultime, des nanodispositifs électromécaniques (capteurs, ordinateurs et actionneurs) de toute nature pourront être intégrés dans le matériau lui-même. Le concept le plus élaboré est le matériau polymorphique actif imaginé par J. Storrs Hall (brouillard intelligent ou utility fog). C'est une structure formée d'un réseau tridimensionnel de bras télescopiques dans laquelle chaque nœud du réseau est un nano-actionneur intelligent. Ce matériau peut remodeler ses formes et modifier ses propriétés (couleur, rigidité, …) devenant ainsi un objet différent en fonction des besoins de l'utilisateur (une chaise se transforme en fauteuil puis en canapé…).

Source : cnrs.fr

Voir les commentaires

Mise en rotation d'une roue moléculaire montée sur un essieu

5 Janvier 2009, 23:07pm

Publié par Grégory SANT

Extrait du BE Allemagne N°320 - Ambassade de France en Allemagne

Des chercheurs de l'université libre de Berlin et leurs collègues du Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales de Toulouse (CEMES-CNRS) sont parvenus pour la première fois à contrôler la rotation d'une roue dans la molécule. L'expérience de nano-mécanique porte sur une roue d'un diamètre de 0,7nm attachée à un essieu de 0,6nm de long. Une telle réussite ouvre la voie à la création des premières molécule-machines.

Depuis la fin des années 1990, les chimistes du CEMES travaillent, avec leurs collègues d'IBM Zürich et de l'université libre de Berlin, à la réalisation de molécule-machines munies de roues. Après l'observation de la rotation aléatoire d'une roue moléculaire à plat en 1998, la conception et la synthèse d'une brouette unimoléculaire en 2003 puis la synthèse d'un moteur moléculaire en 2005, ils sont parvenus en 2006 à faire fonctionner la première crémaillère moléculaire d'un pignon de 1,2nm de diamètre. Aujourd'hui, ces chercheurs ont réussi à contrôler le sens de rotation d'une roue moléculaire montée sur un essieu.

La molécule roue-essieu-roue. Crédits : © CEMES – CNRS
La molécule roue-essieu-roue. Crédits : © CEMES – CNRS

Pour préparer cette expérience de nano-mécanique, les chimistes du CEMES-CNRS ont conçu et synthétisé une machinerie moléculaire simple faite d'une molécule-essieu de 0,6nm de long où viennent se lier chimiquement deux roues triptycènes d'un diamètre de l'ordre de 0,7nm. L'adhérence des deux roues crantées et sans "pneu" est maximale à la surface de roulement constituée de cuivre ultra propre. Sa rugosité naturelle présente des rangées d'atomes de cuivre séparées d'une distance de 0,3nm environ et d'une hauteur mono-atomique.

L'expérience consiste à déposer délicatement des molécules roue-essieu-roue sur la surface de cuivre puis à repérer par imagerie en microscopie à effet tunnel (STM) et à très basse température les molécules se trouvant dans la bonne orientation par rapport aux rangées d'atomes de la surface. La pointe du STM positionnée sur une roue permet de la faire tourner. En avançant la pointe, le microscope se comporte comme un doigt agissant dans le déclenchement de la rotation. L'opérateur du STM suit en temps réel sur son écran de contrôle les variations du courant électrique qui passe au travers de la roue pendant qu'il la fait tourner. Suivant les conditions de manipulation de la molécule, il est possible de faire tourner une roue puis l'autre alors que la molécule avance ou de faire avancer la molécule sans faire tourner ses roues.

Passage de la pointe STM sur une roue induisant une rotation de 120°. Crédits : © CEMES – CNRS
Passage de la pointe STM sur une roue induisant une rotation de 120°. Crédits : © CEMES – CNRS

Cette expérience permet d'approcher et de comprendre à l'échelle d'une seule molécule des fonctionnalités connues à l'échelle macroscopique. Si le plateau de la molécule n'est pas séparé de la surface, il y a interaction et donc destruction. Ces résultats ouvrent la voie à la création de molécule-machines, l'objectif étant de pouvoir un jour embarquer dans une seule molécule toute la machinerie d'une nano-voiture : quatre roues, un moteur, etc. Ces travaux ont été publiés en ligne, le 21 janvier 2007, dans la revue Nature Nanotechnology.

Par Marina Pajak.

Source : futura-sciences.com

Voir les commentaires

Intel développe des capteurs autonomes en énergie

11 Décembre 2008, 22:19pm

Publié par Grégory SANT

Intel développe des capteurs autonomes en énergie
Intel est en train de concevoir dans ses laboratoires des capteurs autonomes en énergie qui pourraient être installés dans les appareils nomades, les immeubles et dans tous autres endroits où les personnes souhaitent recueillir de l'information.

La plateforme d'Intel a pour nom "WISP" [Wireless Identification and Sensing Platform]. Ainsi, dans une expérience menée par Intel à San Francisco, des capteurs ont été implantés dans le balais des employés communaux afin de surveiller la qualité de l'air de la ville toute entière.

Ces capteurs miniaturisés prélèvent toute l'énergie nécessaire dans leur propre environnement au travers des rayons du soleil, de la chaleur ou des ondes sonores.






Auto-alimentés, ces capteurs pourraient un jour être implantés dans le corps humain pour surveiller l'état de santé des organes vitaux comme le cœur. Si les chercheurs arrivaient à réduire les capteurs à l'échelle moléculaire, ils pourraient même être en mesure d'identifier les virus.

Plus réaliste, la technologie WISP pourra être mise en oeuvre dans les centres de données informatiques afin de fournir une carte de dissipation de la chaleur émise par les calculateurs.

"Nous pourrons modéliser la météo à l'intérieur du centre de données", affirme Justin Rattner le Chief Technology Officer (CTO) d'Intel. "Cela permettra une gestion des charges sur le volet thermique. Vous pouvez faire migrer les appareils gérant la plus haute charge de travail vers des zones plus fraîches du centre de données, éviter de refroidir globalement tout le centre de données et opérer avec une plus grande variété de températures".

Cette technologie sera mature dans les quatre à cinq ans a indiqué le célèbre fondeur.

Source : enerzine.com

Voir les commentaires

Quand les soldats communiqueront par la pensée

21 Novembre 2008, 19:51pm

Publié par Grégory SANT

L'armée américaine vient d'accorder à l'université de Californie d'Irvine un fond de 4 millions de dollars afin de développer un système de “télépathie synthétique” qui permettrait aux combattants sur le front d'envoyer des messages directement depuis leur cerveau. Le système consisterait en une interface neurale directe qui détecterait certaines manifestations cérébrales. En réception le contenu serait affiché en mode texte ou converti en message vocal.

Le système proposé reposera essentiellement sur la détection d'ondes cérébrales (EEG). Il semble qu'on soit très loin d'envisager de développer un système complexe impliquant l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et une analyse poussée des activités du cerveau. La technologie EEG, assez ancienne, présente l'avantage d'être peu onéreuse et aisément transportable. En revanche, elle est peu précise. Comment donc les chercheurs espèrent-ils obtenir des résultats fiables avec cette méthode ? En effet des casques reposant sur l'EEG existent déjà pour les joueurs, comme celui d'Emotiv, et se révèlent très limités dans leur capacité à reconnaitre les signaux cérébraux. Et, comme le dit Paul Sajda, de l'université de Columbia, il est plus facile de penser “déplacer rocher” que “rendez-vous au Starbuck à 15h30″. C'est pourtant des phrases de ce genre que devrait pouvoir traiter ce futur système.

Dans les années 60 le chercheur Edmund Dewan avait certes réussi à moduler la fréquence de ses ondes alpha pour rédiger un message en morse. Mais la méthode utilisée par les chercheurs sera probablement plus sophistiquée. Ils envisagent de procéder à une classification des différentes activités du cerveau, ce qui pourrait nécessiter une phase de préparation assez longue. “Il faudra effectuer un entrainement assez long pour envoyer et recevoir des messages. Au début, la communication se reposera sur un ensemble limité de mots reconnus par le système”, explique Michael D'Zmura, le responsable du projet , à la tête du département des sciences cognitives et notamment du Laboratoire des neurosystèmes cognitifs. “Il pourra impliquer un langage plus sophistiqué, au fur et à mesure de la technologie avancera.”

Voici un exemple de la procédure imaginée. On montre à un patient, recouvert d'un casque EEG les lettres “y” pour “yes”, ou “n “pour “no” (des français utiliseraient bien sûr les caractères o et n). Une ou deux secondes plus tard, on demande au cobaye de penser “yes” ou “no”, et on enregistre les ondes pour l'ensemble du processus. On refait l'expérience des dizaines de fois, jusqu'à ce qu'on puisse déterminer les ondes qui surgissent dans le cas d'un “yes” ou d'un “no”. Nous vous laissons imaginer le temps nécessaire pour arriver à constituer un lexique suffisamment complet pour être utilisable... Dans ce processus de classification, des méthodes plus onéreuses comme l'IRM ou la magnetoencéphalographie pourraient être utilisées, mais en complément de l'EEG.

Ce “casque” ne servirait pas qu'à créer des messages. Les ondes cérébrales permettent aussi de repérer les mouvements de l'attention de l'utilisateur. On pourrait ainsi aussi savoir où et à qui l'expéditeur souhaite envoyer sa missive.

Tout ça semble bien compliqué et on se demande un peu si la montagne ne va pas accoucher d'une souris, et si un soldat rampant dans la boue sous le feu ennemi n'aura pas autre chose à faire qu'à calibrer soigneusement ses pensées pour envoyer des messages télépathiques à son vis-à-vis.

 

Source: internetactu.net sous Licence Creative Commons by-nc

Voir les commentaires

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>