Nanotechnologie - Nanotechnology 

Prof. Dr. Walid Badawi Saleh Abdul Fadhawi

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 Page officielle de l'auteur

Le physicien a proposé lors de la réunion de l'American Physical Society au California Institute of Technology, le 29 décembre 1959, un sujet intitulé "Il y a beaucoup d'espace au fond" en anglais, où Feynman a décrit un processus par lequel les scientifiques peuvent contrôler et influencer des atomes individuels et des molécules. Après une décennie d'exploration du traitement mécanique de haute précision, le professeur Norio Taniguchi a inventé le terme nanotechnologie, et jusqu'en 1981, la technologie nanométrique a commencé avec le développement du microscope à effet tunnel qui permet de voir des atomes individuels. Il existe un concept erroné chez la plupart des étudiants et du grand public concernant la nanologie. Tout d'abord, c'est une technique appelée scientifiquement nanotechnologie. Avec cette technique, des particules extrêmement petites sont utilisées, mesurées en nanomètres, qui sont une partie d'un milliardième de mètre. C'est pourquoi la technologie nanométrique est à la pointe des domaines scientifiques avancés, en particulier dans les sciences de la physique, de la chimie, de la biologie, de l'informatique, de la médecine, de la pharmacie, de l'ingénierie et dans de nombreux autres domaines. Ce sont les plus petites choses que l'homme peut voir à l'œil nu.

Le Centre d'évaluation de la technologie mondiale américain a réalisé une étude évaluative sur la recherche en nanotechnologie et son importance dans l'innovation technique. L'étude a conclu que la nanotechnologie a un avenir prometteur dans tous les domaines scientifiques et industriels, car plus la taille de la matière se rapproche des dimensions atomiques, plus la matière est soumise aux lois de la mécanique quantique plutôt qu'aux lois de la physique classique. Grâce à la taille de la matière, nous pouvons contrôler l'ingénierie de ses propriétés. Par conséquent, les spécialistes dans ce domaine ont conclu que ce concept a d'énormes implications techniques qui englobent de vastes et diverses technologies, y compris la production de matériaux légers et solides de petite taille à moindre coût, ce qui signifie par exemple réduire le temps de livraison du médicament nanométrique au système circulatoire humain, augmenter la capacité des bandes magnétiques et fabriquer des clés d'ordinateur rapides et des composants électroniques de haute qualité et efficacité pour la fabrication d'appareils de communication et d'ordinateurs avec une capacité de stockage de haute qualité, ainsi que l'agriculture, la médecine, l'environnement et les domaines militaires... etc.

Cette technologie fait face à de nombreuses difficultés, en raison de la fragmentation des atomes et de la difficulté à contrôler tous les matériaux dont elle est composée, ce qui nécessite des appareils plus précis en termes de taille et de méthodes de visualisation des particules. Aujourd'hui, il est possible de développer des cellules solaires en s'appuyant sur la nanotechnologie, ce qui leur conférera durabilité et garantira leur disponibilité à faible coût, ce qui conduira à leur utilisation future dans les toits des maisons, les trottoirs et les routes, ouvrant ainsi la voie à des approvisionnements énergétiques non polluants, abondants et peu coûteux.

Il existe plusieurs méthodes de préparation des matériaux nanométriques, notamment :

Méthodes physiques

Ils sont préparés à partir de l'état vapeur du matériau en chauffant le matériau ou en le bombardant avec un faisceau d'électrons ou en le dissolvant thermiquement à l'aide de lasers, puis la vapeur est refroidie en la frappant avec un gaz inerte pour la rendre plus saturée, après quoi elle est placée sur une surface froide rapidement pour éviter la formation de cristaux, puis les matériaux nanométriques sont préparés en utilisant des ondes ou des lasers.

Méthodes chimiques

1- Réactions en phase vapeur : La vapeur du matériau à préparer entre dans un réacteur CVD, puis les molécules du matériau se mélangent à la surface d'une base à une température donnée et réagissent avec d'autres gaz pour former une couche solide sur la surface de la base.

2- Réactions en milieu liquide : L'eau ou les liquides organiques sont les plus utilisés, et les matériaux nanométriques sont préparés en modifiant les conditions d'équilibre chimique physiquement par des réactions de précipitation chimique double ou par hydrolyse pour obtenir des particules sphériques dont les dimensions peuvent être contrôlées, ou en utilisant des techniques sol-gel avec des solutions colloïdales à basse température.

Méthodes mécaniques

3- Assemblage mécanique : En broyant un matériau constitué de particules micrométriques de 1 à 30 micromètres en plusieurs mélanges et en les mélangeant, cette technique se distingue par sa capacité à préparer des matériaux nanométriques homogènes, tout en permettant la production de grandes quantités de plusieurs tonnes.

4- Processus de compactage : En transformant le matériau atomique en un gros morceau en deux étapes, une étape de compactage mécanique et une étape de fusion de la poudre métallique pour la former après refroidissement.

5- Méthode de broyage : Utilisée pour produire des matériaux nanométriques sous forme de poudre, où le matériau de base est soumis à une énergie très élevée, puis broyé à l'aide de billes en acier se déplaçant de manière vibratoire, planétaire ou verticale, et la taille des matériaux nanométriques fabriqués varie entre 3 et 25 nanomètres.

 Image illustrative des laboratoires de nanotechnologie et de la façon de former le nano