Qu’est-ce que le nanomètre ? Devons-nous avoir peur du NanoMonde qui envahit de plus en plus notre quotidien au travers de notre technologie ?
En grec ancien le mot nano signifie nain. Ce n’est que depuis les années cinquante que l’être humain est capable d’approcher ce monde. Depuis cette époque, les scientifiques ont commencé à concevoir, visualiser et manipuler des objets de taille nanométrique, c’est-à-dire cent mille fois plus fin qu’un cheveu. La compréhension de plus en plus poussée de ce monde infiniment petit a permis l’essor des nanotechnologies. Souvent mal connues du grand public, elles sont sujettes à controverses et soupçonnées d’avoir des impacts sanitaires. Malgré tout, à l’échelle du nanomètre, le plus dangereux n’est pas tant la forme de l’objet utilisé que sa composition.
Des nanotubes plus que costauds
Existant depuis des milliers d’années dans les suies de cheminées et les cratères de météorites, les nanotubes de carbone n’ont été découverts qu’en 1991. Pouvant mesurer plusieurs milliers de nanomètres de long, ils sont parmi les objets les plus connus de cette taille. Ils sont constitués d’atomes de carbone en forme de feuillets repliés sur eux-mêmes pour former des tubes1. Ces caractéristiques morphologiques influent directement sur leurs propriétés conductrices et, de ce fait, ils sont pressentis pour la connexion entre transistors. De plus, ils montrent une résistance aux déformations mille fois plus importante que l’acier et trouvent déjà une application dans la conception de nouveaux matériaux.
Toutefois, leur emploi reste problématique en microélectronique puisque le contrôle de leur formation et leur manipulation sont délicats. Le défi ? pouvoir les utiliser comme microfils électroniques et composants électriques.
Les nanoparticules contre-attaquent !
Autres objets synthétisés par les chimistes, les nanoparticules sont de forme sphérique et mesurent de quelques nanomètres2 à cent nanomètres de diamètre3. Ces dernières sont surtout connues pour des raisons sanitaires : celles produites par les pots d’échappement génèrent pollution et problèmes respiratoires.
Pourtant, une de leurs futures applications serait le traitement anti-cancéreux par thermothérapie. Les cellules cancéreuses étant sensibles à la chaleur, une alternative aux chimiothérapies est de chauffer localement les tumeurs. Pour y parvenir, les nanoparticules ne devront pas être éliminées par les cellules macrophages4, véritables sentinelles de l’organisme. Elles devront donc être fonctionnalisées par des polymères (des grosses molécules), des systèmes formés par un ensemble de grosses molécules de même nature chimique, afin d’être furtives. Une fois les cellules soldats évitées, des marqueurs sont introduits à la surface des nanoparticules. Ces marqueurs sont des sortes de missiles à tête chercheuse qui atteignent une cible spécifique, les cellules cancéreuses dans notre exemple.
Il s’agit ici de mettre en œuvre le concept de reconnaissance moléculaire. Chaque cellule possède des récepteurs propres la rendant sensible à des marqueurs particuliers. Au final, une fois l’objectif atteint, les nanoparticules possédant des propriétés électromagnétiques seront chauffées par un champ électromagnétique externe, entrainant la destruction de la cellule cancéreuse.
Plus sciences que fiction
Ces deux exemples montrent qu’à l’échelle du nanomètre, chimie et nanotechnologie sont intimement liées. Les chimistes sont capables de contrôler la taille des objets nanométriques et peuvent leur donner des formes diverses. Les applications sont tout autant variées et vont aussi bien de la connexion de microcomposants électroniques qu’à la lutte contre le cancer. Leurs futures utilisations seront de plus en plus étendues et seront orientées vers des disciplines telles que la santé, l’électronique et les matériaux.
Aller plus loin :
[1] "Les nanotubes, matériaux du futur"
[2] un million de fois plus petit qu’un milimètre
[3] http://www.shinyplastic.com/archives/misc/
[4 ]Globule blanc de grande taille chargée de digérer et détruire les corps étrangers de l’organisme.
Henri-Pierre Jacquot
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