Nous expliquons ce qu’est la nanotechnologie, à quoi elle sert et des exemples. En outre, ses applications en médecine, en biotechnologie et dans d’autres domaines.
Qu’est-ce que la nanotechnologie ?
D’une manière générale, la nanotechnologie est la manipulation et la fabrication de matériaux et d’artefacts à l’ échelle atomique ou moléculaire , c’est-à-dire nanométrique. Il s’agit d’un domaine de recherche et d’applications très large encore en consolidation.
La nanotechnologie implique la matière subatomique , ainsi que la connaissance spécifique de disciplines scientifiques telles que la chimie organique , la biologie moléculaire, les semi-conducteurs, la microfabrication et la science des surfaces , entre autres.
En termes très simples, la nanotechnologie repose sur l’idée de construire des machines microscopiques avec lesquelles, à leur tour, produire de nouveaux matériaux, avec une configuration moléculaire unique et particulière.
Cependant, la nature de bon nombre de ces « machines » n’est pas similaire à celles que nous utilisons au quotidien, mais peut bien consister en des virus génétiquement « reprogrammés » et d’autres moyens biotechnologiques. Par conséquent, cette technologie est une source infinie de possibilités et, naturellement, de dangers.
De plus, grâce à la nanotechnologie , des nanomatériaux ont été construits, qui sont des éléments qui n’existent pas dans la nature et qui ont des propriétés étonnantes. Ils ont été créés à partir de la modification des molécules des matériaux déjà existants.
Ainsi, un champ de recherche gigantesque s’est ouvert avec des applications quasi infinies, qui sont encore en cours de définition et d’ expérimentation . La nanotechnologie promet d’apporter avec elle une nouvelle révolution industrielle et scientifique et technologique.
Voir aussi: Organismes génétiquement modifiés
histoire des nanotechnologies
En 1959, la possibilité de la nanotechnologie et de la nanoscience a été discutée pour la première fois. Le premier à y faire référence fut un prix Nobel de physique (1965), l’Américain Richard Feynman (1918-1988), lors de son discours à Caltech (Californie, USA), dans lequel il théorisa la synthèse par manipulation directe d’ atomes .
Cependant, le terme « nanotechnologie » a été inventé en 1974 par le Japonais Norio Taniguchi (1912-1999). Depuis lors, nombreux sont ceux qui ont rêvé ou théorisé avec la possibilité de ce type de machines et de matériaux avancés.
Par exemple, l’ingénieur américain Kim Eric Drexler (1955-) a participé à la vulgarisation du terme et de ce type de recherche, étant largement responsable du début formel du domaine d’étude des nanotechnologies dans les années 1980 . Ceci, en plus, répond aux progrès de l’époque en microscopie et à la découverte des fullerènes en 1985.
A partir des années 2000, les nanomatériaux ont commencé à être utilisés industriellement . En réponse , les gouvernements du monde ont commencé à investir d’énormes sommes dans la recherche et le développement des nanotechnologies.
Ses applications dans le domaine de la biochimie , de la médecine et du génie génétique sont apparues peu après. Aujourd’hui, c’est l’un des domaines scientifiques les plus valables et les plus demandés, même dans les pays du soi-disant tiers monde.
A quoi servent les nanotechnologies ?
Fondamentalement, la nanotechnologie est un type d’ingénierie des matériaux à l’échelle atomique ou moléculaire. Cela signifie qu’il permet de manipuler la matière à une échelle infiniment petite , entre 1 et 100 nanomètres, soit plus ou moins entre la taille d’une molécule d’ ADN (2 nm) et d’une bactérie du genre Mycoplasma (200 nm).
Dès lors, les usages des nanotechnologies sont quasiment infinis : depuis l’intervention dans la composition chimique des êtres vivants , permettant ainsi de modifier et de « programmer » l’ADN d’ êtres vivants microscopiques pour effectuer certaines tâches biochimiques, jusqu’à la fabrication de nouveaux matériaux. propriétés uniques, appelées nanomatériaux.
Applications nanotechnologiques
Certaines des applications actuelles de la nanotechnologie concernent :
- Industrie textile . La création de tissus intelligents, capables d’un comportement préprogrammé dans des puces ou d’autres instruments électroniques, pouvant ainsi être autonettoyants, antitaches ou capables de changer de couleur et de température .
- Conception agricole. Développement de pesticides biochimiques contrôlés , de pesticides et d’engrais qui permettent l’amélioration des sols , ainsi que de nanocapteurs pour la détection des eaux souterraines, de la concentration en nutriments, etc.
- Soutien à l’élevage. Fabrication grâce à des nanoparticules de vaccins et de médicaments pour prendre soin de la santé du bétail, ou des nanocapteurs capables d’alerter sur la présence de maladies, de parasites , etc.
- Industrie alimentaire. Dans ce domaine, des capteurs alimentaires sont en cours de développement, c’est-à-dire des éléments capables de vérifier la viabilité des aliments , jusqu’à des nanoconteneurs pour ceux-ci, spécialement conçus pour ralentir le processus naturel de décomposition des aliments.
- Nanopharmaceutiques. Il s’agit d’une première génération de produits pharmacologiques conçus avec des nanosystèmes, capables de distribuer efficacement et spécifiquement les composés actifs des médicaments, d’obtenir des résultats meilleurs et plus rapides et de minimiser les dommages collatéraux.
D’autre part, l’ industrie considère les domaines suivants comme de futurs domaines de recherche :
- Nanoinformatique. La conception de systèmes informatisés d’une puissance et d’une vitesse énormes grâce à des nanosystèmes.
- Nanothermologie. Application des nanomachines pour réguler efficacement et rapidement la température locale.
- Nanoénergies. Qu’ils pourraient bien être efficaces, sûrs et à faible impact environnemental , comme solution à la crise énergétique avec laquelle commence le XXIe siècle.
- Solutions environnementales. En tant que systèmes nanotechnologiques pour l’élimination des déchets dangereux ou l’élimination des ordures.
exemples de nanotechnologie
Voici quelques exemples de l’application actuelle des nanotechnologies aux problèmes humains :
- Silicium noir bactéricide. Des scientifiques australiens et espagnols ont annoncé la création d’un matériau appelé « silicium noir », dont la composition moléculaire empêche, sans avoir besoin de produits ajoutés, la prolifération de nombreuses espèces de bactéries gram-positives et gram-négatives, en plus de réduire l’efficacité de certains types d’endospores.
- Nanochirurgie à l’aide d’un robot. Le laboratoire suisse ETH Zürich s’apprête à tester son premier microrobot à guidage magnétique, connu sous le nom d’OctoMag, avec lequel il espère pouvoir réaliser une microchirurgie sans ouvrir le patient, simplement en l’injectant dans le corps à travers une petite aiguille. Des modèles similaires de micropompes ont également été testés aux États-Unis, qui libèrent des médicaments dans l’œil si nécessaire.
La nanotechnologie en médecine
Les promesses des nanotechnologies pour l’avancement de la médecine sont pour le moins stupéfiantes. Ci-dessus, nous en avons donné quelques exemples, mais il reste encore beaucoup à découvrir, tels que :
- Nanotraitements pour les maladies incurables. Des solutions nanotechnologiques au cancer, au VIH/sida ou à la maladie d’Alzheimer pourraient provenir de robots biochimiques injectés dans le corps humain.
- Ralentissement nanotechnologique du vieillissement. Un jour, grâce aux nanoparticules, nous pourrions lutter contre le vieillissement au niveau moléculaire et prolonger davantage notre espérance de vie, retardant ainsi la sénilité.
- Nanovaccins. Des systèmes de protection contre les maladies basés sur l’introduction de nanosystèmes dans l’organisme, qui seraient chargés d’assister le système immunitaire dans la lutte contre toutes sortes de nouvelles maladies.
- Reprogrammation génétique. Grâce aux nanorobots, il serait possible de modifier notre ADN et d’éliminer progressivement les gènes porteurs de maladies congénitales, de déficiences et d’autres maux. Cela améliorerait la qualité de vie de l’espèce en général. Ceci, bien sûr, nécessite également de repenser les lois morales de la science jusqu’à un certain niveau.
Nanotechnologie et biotechnologie
La biotechnologie est l’application de solutions technologiques à des problèmes biologiques . Elle prend une toute autre dimension grâce à l’introduction des nanosciences.
La possibilité de programmer ou de reprogrammer des êtres vivants grâce à l’intervention nanotechnologique de l’ADN pourrait nous permettre d’orienter la vie vers des voies plus commodes. Cependant, la combinaison de la biotechnologie et de la nanotechnologie impliquera des risques éthiques et biologiques importants .
L’humanité ne sait que trop bien ce qui se passe lorsqu’elle essaie de jouer à Dieu. Par exemple, la production de vaches laitières avec plus de viande, des cultures résistantes aux ravageurs, etc., doit toujours aller de pair avec la réflexion sur notre place dans l’ordre naturel du monde.
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