Bienvenue dans le nanomonde

Quand on parle de nanosciences et nanotechnologies (NST), on parle d’objets, de procédés de fabrication, de structures, de dispositifs à l’échelle du nanomètre (1 nm = 10^-9 m), c’est-à-dire à une échelle proche de l’atome et de la molécule. Les nanoparticules peuvent être naturelles, artificielles ou hybrides. Elles peuvent avoir la forme de grains (taille nanométrique), de fibres (diamètre nanométrique), ou de couches minces (épaisseur nanométrique).

Mais à cette échelle, la matière possède des comportements étonnants. Les nanomatériaux, que nous pouvons désormais extraire ou fabriquer, permettent d’améliorer les propriétés physiques, chimiques ou biologiques de nos objets du quotidien : des nanotubes de silice ou de carbone dans nos ciments pour en augmenter les propriétés mécaniques ou la résistance à l’abrasion, des nanoparticules de titane dans les peintures pour une meilleure préservation de la couleur et un effet anti-pollution, des nano-textiles plus résistants, antibactériens, hydrophobes, des nanoparticules capables de guider des médicaments vers l’organe malade, jusqu’aux transistors des puces de nos téléphones ou de nos ordinateurs, ou aux particules de graphène de nos derniers écrans conducteurs, transparents et flexibles…

Le cours Comprendre les nanosciences de l’université Paris-Saclay explique quelles techniques et quels outils sont utilisés pour observer les nanoparticules, notamment la microscopie électronique, à balayage ou en transmission, et la microscopie en champ proche. Il détaille également les différents principes de fabrication (top-down ou bottom-up) des transistors, qui sont les briques de base des circuits intégrés.

Les nanotechnologies ont désormais leur place dans notre vie quotidienne. Le cours consacre un chapitre à chacun de leurs domaines d’application (chimie, physique, biologie) :

• Quelles liaisons chimiques et quelles stratégies de synthèse sont utilisées en nanochimie pour assembler des nano-objets. En particulier, comment sont synthétisées les nanoparticules d’or ? Qu’est-ce qu’un matériau nanoporeux, comment est-il fabriqué et à quoi sert-il ?
• Parmi les nombreuses applications des recherches en nanophysique, il sera notamment question des composants de la nanoélectronique, des structures pour guider la lumière et des nanocapteurs.
• Comment la nanobiologie étudie-t-elle et manipule-t-elle les molécules ? Comment traiter des maladies avec des nanomédicaments ? Comment manipule-t-on des liquides sur des puces pour le diagnostic médical (micro-nanofluidique) ?

Enfin, l’émergence des nanosciences et nanotechnologies pose question : tant au niveau mondial (États-Unis, Europe), qu’au niveau des états, des citoyens et des consommateurs. Les nanotechnologies sont-elles dangereuses (nanotoxicité, écotoxicité) ? Quels en sont les enjeux sociaux, sanitaires et environnementaux ? Comment les états et l’Europe réglementent-ils l’émergence des nanotechnologies et des nanosciences dans notre vie quotidienne ?

La question des nanosciences et des nanotechnologies est au carrefour des sciences, de la technologie et de la société. Elle nous concerne toutes et tous, aussi, si vous avez de bonnes bases en sciences et surtout de la curiosité pour les «nanos», profitez sans tarder de l’occasion d’en apprendre plus en choisissant l’un des trois parcours proposés dans ce MOOC, en fonction de votre niveau et de votre désir d’approfondissement.

Pour en savoir plus et s’inscrire, cliquez ici.
Université Paris-Saclay

Début du cours : 28 avril 2025
Fin d’inscription : 9 juin 2025

NDLR : L’illustration de cet article a été réalisée à l’aide de Firefly, un outil d’Adobe basé sur l’intelligence artificielle.