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Les nanotechnologies 2

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Les nanotechnologies ISTIA 2012 - 2013

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BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                1
     ISTIA - EI2 2012-2013
•   Introduction
•   La nanotechnologie
•   Carte heuristique
•   Les laboratoires de recherches Français
•   Les laboratoires de recherches étrangers
•   Les applications militaires
•   Les applications alimentaires
•   Les applications en électronique
•   Les applications dans la médecine
•   Vocabulaire
•   Nous aurions aussi pu aborder...
•   Conclusion
•   Bibliographie

                          BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                                          2
                               ISTIA - EI2 2012-2013
• Les nanotechnologies est un sujet scientifique que l’ont entend
  de plus en plus, que ce soit dans les revues scientifiques ou tout
  simplement dans les journaux télévisés. Les possibilités que peut
  offrir la recherche sur les nanotechnologies sont énormes, elles
  ont des applications dans beaucoup de domaines, c’est ce que
  nous souhaitions découvrir.

• Nous avons choisit d’aborder ce sujet d’un point de vue de futur
  ingénieur, nous aborderons donc uniquement les recherches et
  les applications possibles (réalisés ou simplement en projet).
  Nous éviterons donc de parler de l’impact sur la société ou des
  réactions militantes.

                         BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                                                   3
                              ISTIA - EI2 2012-2013
• Qu’es ce que c’est ?

        Domaine de la science dont                   la
vocation est l'étude et la fabrication              de
structures (appelées nano-objets) dont              les
dimensions sont comprises entre 1                    et
1 000 nanomètres (nm).

                                  Larousse



                         BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                                          4
                              ISTIA - EI2 2012-2013
• Dans quel but ?
     • Miniaturiser
     • Réduire des couts
     • Exploiter des propriétés différentes


• Comment ?
  • Voie descendante :
            Optimiser les techniques pour mieux miniaturiser.

  • Voie ascendante :
            Assembler atome par atome pour faire un objet.


                            BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                                                5
                                 ISTIA - EI2 2012-2013
BERRIER Amaury CAILLAUD Alain
                                6
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  • 1. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 1 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 2. Introduction • La nanotechnologie • Carte heuristique • Les laboratoires de recherches Français • Les laboratoires de recherches étrangers • Les applications militaires • Les applications alimentaires • Les applications en électronique • Les applications dans la médecine • Vocabulaire • Nous aurions aussi pu aborder... • Conclusion • Bibliographie BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 2 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 3. • Les nanotechnologies est un sujet scientifique que l’ont entend de plus en plus, que ce soit dans les revues scientifiques ou tout simplement dans les journaux télévisés. Les possibilités que peut offrir la recherche sur les nanotechnologies sont énormes, elles ont des applications dans beaucoup de domaines, c’est ce que nous souhaitions découvrir. • Nous avons choisit d’aborder ce sujet d’un point de vue de futur ingénieur, nous aborderons donc uniquement les recherches et les applications possibles (réalisés ou simplement en projet). Nous éviterons donc de parler de l’impact sur la société ou des réactions militantes. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 3 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 4. • Qu’es ce que c’est ? Domaine de la science dont la vocation est l'étude et la fabrication de structures (appelées nano-objets) dont les dimensions sont comprises entre 1 et 1 000 nanomètres (nm). Larousse BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 4 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 5. • Dans quel but ? • Miniaturiser • Réduire des couts • Exploiter des propriétés différentes • Comment ? • Voie descendante : Optimiser les techniques pour mieux miniaturiser. • Voie ascendante : Assembler atome par atome pour faire un objet. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 5 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 6. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 6 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 7. - Institut des nanotechnologies de Lyon - Laboratoires Nanotechnologies Nanosystèmes - Laboratoire de physique et Chimie des Nano- objets INSA Toulouse - Laboratoire de Nanotechnologie et d'Instrumentation Optique (LNIO) INL Lyon BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 7 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 8. • Micro Nanotechnology Laboratory • Nanotechnology Research Labs PNNL • Nanotechnology Characterization Laboratory • Pacific Northwest National Laboratory BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 8 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 9. • Un robot volant : Le Frelon bionique • Lien article "Frelon bionique" • La nanotechnologie s’insère jusque dans les recherches militaires, par exemple avec l’idée de réaliser un robot de la taille d’un frelon de manière à neutraliser des ennemies difficilement atteignable, «comme des soldats équipés de lance-roquettes », selon le quotidien Yedioth Ahronoth. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 9 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 10. • L’armure « intelligente », une veste militaire légère et fonctionnelle qui durcit au contact des projectiles (Interceptor Body Armor) • Un spray imperméabilisant universel. • Des membranes intelligentes capables de filtrer poisons et virus et d’alerter de leur présence. • Les micros capteurs, capables de détecter les radiations électromagnétiques, les signatures acoustiques, sismiques ou infrarouges. Ainsi que les radiations d’armes ou d’industries nucléaires, ou les émanations d’armes ou d’industries chimiques ou biologiques. • Des micro-turbines, batteries, « supercapacitors » et systèmes hybrides rechargeable par énergie solaire, micro-onde ou infrarouge. • Des systèmes de détection de cible, filature, marquage et suivi de cible, capteurs auxiliaires pour radar à longue portée. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 10 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 11. Supplément Panorama du médecin N°5204 BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 11 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 12. • Encapsulation : l’encapsulation sous forme nano particulaire fait l’objet de recherche et de développement, dans le champ des arômes notamment mais aussi de divers nutriments, à des fins de contrôle de la libération dans l’aliment ou l’organisme. • Les compagnies de nanotechnologie travaillent à améliorer l’apparence et le gout des aliments grâce à des couleurs mises au point par nanotechnologie, à retirer ou neutraliser les matières grasses et sucres contenus par nanomodification, ou encore à améliorer leur « consistance en bouche ». BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 12 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 13. • Thé vert : une entreprise chinoise commercialiserait un thé, présenté comme riche en sélénium et fabriqué selon un procédé breveté, qui permettrait la formation d’une poudre de thé de granulométrie inférieure à 100 nanomètres. Ce produit revendique une meilleure biodisponibilité des substances bénéfiques pour la santé présentes dans le thé. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 13 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 14. • Dans le domaine de l’emballage et de la conservation des aliments, ces applications sont multiples. L’utilisation de nanoparticules dans les matériaux au contact avec les denrées alimentaires peut leur conférer des propriétés particulières : renfort, solidité, effet de barrière, protection UV... • Des chercheurs du MIT de Boston ont élaboré un capteur composé de dizaines de milliers de nanotubes de carbone dont l'intérêt est qu'il détecte le niveau d'éthylène émis par les fruits quand ils mûrissent. Ce capteur est très précis, et surtout, bien moins cher et plus petit que les dispositifs de surveillance existant. De quoi mieux surveiller les stocks de fruits et légumes. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 14 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 15. Image : Commissariat à l'énergie atomique 2005 BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 15 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 16. Morph est un concept de Nokia en partenariat avec l’université de Cambridge, il s’agit d’un téléphone pouvant prendre la forme d’une tablette ou encore de montre... A travers ce concept, Nokia regroupe la plupart des évolutions que permettront les nanotechnologies en électronique tel que : - Miniaturisation des transistors - Modification des structures physiques - Nano capteurs - Nano fil photovoltaïque - Surface auto nettoyante • Nokia Morph Concept - Matériaux très résistant - Electronique transparente BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 16 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 17. Projet HzO • HzO est une technologie qui protège l'électronique de l'eau, l'humidité et autres liquides. Il s’agit d’un nano-film repoussant l’eau et permettant ainsi de rendre un téléphone waterproof de manière invisible pour l’utilisateur. • Lien article • Lien vidéo BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 17 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 18. • Les nanoshells: Les nanoshells sont des particules de 135 nm (recouvertes en or) permettant d’ éradiquer des cellules cancéreuse Sans pour autant provoquer des dommages aux autres cellules en bonnes santé . Les nanoshells se fixent sur les tumeurs (grâce aux anticorps). Enfin des rayonnement IR sont appliqués sur la tumeur pour la faire chauffer jusqu’à plus de 70°C: ce qui la tue. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 18 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 19. • Les nanoparticules d’oxyde de fer: Les nanoparticules d’oxyde de fer sont enrobées de silice et recouvertes à la fois d’un polymère qui les rend invisibles au système immunitaire et de molécules dont raffolent les cellules cancéreuses. Elles sont injectées à proximité des cellules cancéreuses puis pénètrent à l’intérieur ces dernières qui veulent absorber les molécules constituant leur enveloppe. Des ondes électromagnétiques sont alors appliquées au niveau des tumeurs et mettent en mouvement les nanoparticules, ce qui tue la cellule. Visionner la vidéo BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 19 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 20. • Les nanorobots: Grâce aux propriétés du nanotube de carbone (sa conductivité, sa solidité et sa petite taille) il devient possible d'envisager de nouveaux robots nanoscopiques. Des nanorobots: 10 fois plus petits que les cellules permettant ainsi d’ouvrir de nouveaux horizons pour la science. Par exemple sont attendus des nano-destructeurs de virus , des nano-réparateurs de cellules ou encore des nano-nettoyeurs de cholestérol. L’image ci contre est un projet fait par des scientifiques permettant de contrôler un nanosonde à partir d’un ordinateur pour faire des opérations chirurgicales. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 20 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 21. • Les muscles artificiels: Les nanotubes multiparois sont constitués de plusieurs feuillets dont au moins un est conducteur, ce qui lui permet de se comporter comme un métal. Sous l’influence du courant, les nanotubes modifient leur allongement et se contractent. Lorsque le nombre d’électron est excédentaire, le nanotube s’allonge et lors d’un manque d’électron, il se raccourcit: le nanotube est un muscle artificiel parfait. En assemblant plusieurs milliards de nanotubes, on peut ainsi créer un muscle à l'échelle macroscopique. • Exemples d’applications: - Robot servant à la sécurité - Robot aidant les personnes agées BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 21 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 22. Francais Anglais nanotechnologie nanotechnology manomètre manometer miniaturisation miniaturization molécule molecule nano-objet nanoobject mécanique mechanical optique optical biologie biology électronique electronic transistor transistor robot robot nanotube nanotube fullerène fullerene nanoparticule nanoparticle BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 22 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 23. • Les films de science fiction sur le sujet • Les recherches sur la dangerosité potentiel des nanotechnologies • Les mesures prises par chaque état pour se renseigner sur les potentiels risques pour la santé • Les associations contre la nanotechnologie • Les dépenses par état consacrés à ces recherches • Etc… BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 23 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 24. • Pour conclure tout d’abord sur le sujet, nous dirions que les nanotechnologies est un sujet extrêmement vaste, même en se limitant à ses applications, il reste énormément de découvertes et applications que nous ne connaissons sans doute pas encore. Et nous aurions aussi pu parler des réactions et méfiance contre cette nouvelle technique, ce que nous n’avons pas fait. • C’est quelque chose qui est à la fois un avantage comme un inconvénient dans un sujet comme le notre. Avantage car nous étions sur de trouver des choses, inconvénient, car cela demandait de réfléchir, par où commencer les recherches ? Où s’arrêter pour ne pas être envahit ? BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 24 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 25. • Nous avons eu des difficultés à utiliser Diigo, il ne fonctionnait pas dans les salles de TPs. • Nous avons aussi du prendre du temps à utiliser netvibe, nous ne connaissions pas tout les widgets au début, du coup nous cherchions au départ comment insérer une page web ou encore un simple lien par exemple. Il nous a donc fallu un peu de temps de prise en main au début du projet. • Sinon, nous avons dans l’ensemble réussi à nous partager le travail, nous nous sommes répartis les taches afin d’éviter d’être à deux sur le même livrable, ou alors pas en même temps. Cela nous permettait de travailler sur deux points en même temps. Par contre cela nous imposait d’échanger régulièrement nos travaux afin de s’assurer mutuellement que nous travaillions dans la même direction. BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 25 ISTIA - EI2 2012-2013
  • 26. Approche électronique | Techniques de l'Ingénieur • Nanotechnologies et nanomatériaux pour la construction - Bâtiment et milieu urbain | Techniques de l'Ingénieur • Quelques grands domaines d’application | Techniques de l'Ingénieur • Produits issus des nanotechnologies dans l’alimentation humaine et animale | Techniques de l'Ingénieur • Nanotechnologie • Un test de dépistage en or - Techniques de l'Ingénieur • Nanoélectronique : un enjeu stratégique | Techniques de l'Ingénieur • Produits issus des nanotechnologies dans l’alimentation humaine et animale | Techniques de l'Ingénieur • Dossier > Les aliments qui changent de goût • Dossier > Ordinateurs futuristes : circuit moléculaire et point quantique • Dossier > Matériaux auto-réparants et auto-nettoyants • Dossier > L’incroyable nanotube de carbone • Dossier > La médecine régénérative • Nanotech Europe - Budapest, Hungary, from 30th May to 1st June 2011 • Nanotechnology Companies | www.Nanotechnology.com • La nanotechnologie vue sous l'angle militaire • MetAir Portable Power Systems | Advanvanced Zinc-Air Battery Systems | QuantumSphere, Inc. • nanotechweb.org homepage • Nanotechnology Made Clear - Nanotechnology applications, companies, labs and more. • Nanotechnology - Applications, Uses and Future • Nanotechnology – the new threat to food | Nanotechnology Project - Friends of the Earth • Notre moteur de recherche BERRIER Amaury CAILLAUD Alain 26 ISTIA - EI2 2012-2013