Nanomateriau

Un nanomatériau est un matériau (sous forme de poudre, aérosol ou quasi-gaz, suspension liquide, gel) possédant des propriétés particulières à cause de sa taille et structure nanométrique.

De nombreux matériaux font l'objet de recherche visant à les produire sous forme de nanoparticules (Métaux, céramiques, matériaux diélectriques, oxydes magnétiques, polymères divers, carbones, etc. ), seuls ou en formes ou structures composites.

Les nanomatériaux sont - au sens commun du terme - habituellement issue de la nanotechnologie, à la différence des nanoparticules qui peuvent être d'origine naturelle ou résulter de processus tels que le soudage, le fumage, le polissage, etc.

On parle de nanocomposites qui sont par exemple des matériaux dits nanostructurés (en surface ou en volume), ou nanorenforcés,

Fabrication

Deux approches existent, qui consistent à :

• dégrader de la matière en particules nanométriques
• assembler des atomes dans un « réacteur » ou autre système pour produire des nanoparticules

Nanomatériaux actuellement étudiés ou exploités

• Nanotubes de carbone ou de nitrure de bore
• Nanoparticules métalliques : sphères métalliques de taille nanométrique. Ces nano-objets peuvent être synthétisés par voie chimique (croissance) ou physique (jets moléculaires).
• Nanopoudres de céramique (silicates ou oxyde de titane) : obtenus en vaporisant des précurseurs métalliques et/ou organiques dans une flamme à très haute température. Ces nanopoudres ont des propriétés dans le traitement de surface de matériaux (durcissement), les matériaux bio-compatibles (implants osseux) et les polymères conducteurs notamment.
• Nanofibre, notamment de carbone : ces matériaux ont des propriétés qui intéressent le domaine de la conductivité électrique, de la résistance mécanique et des implants biocompatibles (muscles artificiels). Elles peuvent également servir à stocker efficacement l'hydrogène.
• Nanofeuille de verre : leur usage est envisagé dans le domaine des disques optiques. La densité d'informations pourrait être multipliée par 4 par ce procédé, mettant en œuvre le dépôt d'oxyde de cobalt sur la surface du disque. Des procédés mettant en œuvre du chrome, du zirconium et du cobalt laissent espérer des densités encore plus importantes.
• Nanofilm d'ADN : ces films ont des propriétés filtrantes, exploitables notamment dans le domaine environnemental.
• Nanocristal : par exemple, diamant artificiel ayant des propriétés électriques permettant de fabriquer de nouveaux microprocesseurs. Les cristaux naturels, comme l'opale ou le saphir sont soumis à des recherches.
• Nanocomposites : des matériaux composites ayant des propriétés de dureté et de résistance à l'usure.

Risques

les risques toxicologiques et écotoxicologiques sont liées à la taille très petite (100 000 fois plus petit qu'une cellule humaine moyenne) de ces matériaux, qui fait qu'ils se comportent comme des gaz et passent au travers des muqueuses et de la peau et de toutes les barrières (y compris méninges protégeant le cerveau, et placenta). Les risques sont donc potentiellement liés à

• l'inhalation
• l'ingestion
• le contact cutané et passage percutané

Le risque varie selon le nanomatériau considérés (selon la taille, la quantité, la structure, la surface spécifique et réactivité de surface, la toxicité chimique, une éventuelle radioactivité, les capacités d'agrégation, la réactivité, le comportement dans l'eau ou l'air, la présence éventuelle d'un surfactant ou d'un solvant, etc.).

Certains métaux (aluminium, lithium, magnésium, zirconium) ou des produits combustibles peuvent à l'état de nanoparticule former dans l'air des nuages explosifs. Ils doivent être entreposés sous atmosphère inerte (azote par exemple).

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• (fr) Les nanomatériaux, Myriam Ricaud & Olivier Witschger ; INRS, Juin 2008, PDF, 31 pages

Bibliographie

Notes et références

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