Les perspectives d'application des nanotechnologies sont très vastes.
Conférence IEEE NANO 2011 : présentation des avancées de l'IEEE en nanotechnologie dans les domaines de la santé, de l'électronique, de l'énergie et autres. Pékin, Chine, 12 août 2011 – On dit souvent que les grandes choses se trouvent dans de petits paquets. Les innovations et dispositifs technologiques susceptibles d'avoir le plus grand impact sur l'humanité sont si petits que des millions d'entre eux auraient la taille d'une tête d'épingle, selon l'IEEE, le plus grand consortium mondial d'experts en technologies. La nanotechnologie de pointe, véritable révolution, ou « petite science », comme certains l'appellent, transforme l'approche des chercheurs qui s'efforcent de relever les plus grands défis de notre monde.
Avez-vous déjà imaginé que la peinture à cellules solaires intégrées pourrait transformer votre maison en un immense panneau solaire ? Les « points quantiques » anticancéreux peuvent détruire les cellules cancéreuses une à une sans endommager les tissus sains ; les batteries de téléphones portables peuvent être rechargées en quelques secondes au lieu de plusieurs heures.
En nanotechnologie, les matières premières transformées ou les dispositifs développés ont au moins une dimension inférieure à 100 nm, soit environ un millième de l'épaisseur d'un cheveu. La plupart des appareils électroniques utilisent déjà la nanotechnologie, et ces nouvelles applications la poussent à son paroxysme. Grâce à un traitement à l'échelle atomique et moléculaire (également appelé domaine quantique), il est possible de modifier les propriétés mécaniques, thermiques et de contact des matériaux.
« Pour que ces nanotechnologies se généralisent, le défi réside dans leur application économique et efficace », a déclaré Jo-Won Lee, membre de l'IEEE et professeur titulaire de la chaire de nanosciences convergentes à l'université Hanyang de Séoul, en Corée du Sud. La fabrication conventionnelle ne permet généralement pas d'atteindre l'échelle nanométrique, explique-t-il, mais une approche améliorée a émergé : l'« auto-assemblage ». Ce procédé consiste essentiellement en la construction de nanodispositifs, à l'instar des molécules qui s'assemblent pour former des systèmes plus complexes.
L'IEEE et ses membres jouent un rôle important dans les applications environnementales concrètes des nanotechnologies. Par exemple, le Comité des nanotechnologies de l'IEEE encourage et coordonne les travaux dans ce domaine, notamment la théorie, la conception et le développement des nanotechnologies ainsi que leurs applications scientifiques, techniques et industrielles.
L'un des temps forts des travaux du comité cette année a été la conférence IEEE NANO 2011, qui s'est tenue du 15 au 19 août 2011 à Portland, dans l'Oregon (États-Unis). Des scientifiques et des praticiens internationaux, issus de plus de 20 sociétés membres de l'IEEE, s'y sont réunis pour collaborer au développement d'applications nanotechnologiques dans de nouveaux domaines et échanger sur les applications nanotechnologiques dans leurs domaines respectifs et connexes.
Le Dr Alexander Balandin, directeur du programme de science et génie des matériaux à l'Université de Californie à Riverside (États-Unis), lauréat du prix IEEE Nanotechnology Pioneer Award 2011 et membre senior de l'IEEE, donne un exemple intéressant : « Nous menons des recherches sur la manière de mieux contrôler l'interaction entre les électrons et les photons afin de produire des cellules solaires photovoltaïques plus efficaces et moins coûteuses. » Non seulement cela pourrait bénéficier aux applications solaires existantes, mais à l'avenir, ces nanomatériaux pourraient également être utilisés comme revêtements solaires commerciaux sur les façades des maisons et des bâtiments, révolutionnant ainsi la source d'énergie du réseau électrique actuel.
Des progrès significatifs ont également été réalisés dans le domaine médical. Par exemple, des scientifiques travaillent sur des nanocapteurs injectables dans la peau afin de surveiller plus efficacement la santé des patients, notamment ceux atteints de diabète. En matière de traitement du cancer, l'efficacité de la plupart des thérapies ciblées est mitigée, car si de nombreuses chimiothérapies peuvent éradiquer les cellules cancéreuses, elles sont aussi toxiques pour l'organisme. Grâce à l'utilisation de nanocristaux chimiquement modifiés, appelés « points quantiques », les médecins peuvent cibler sélectivement les cellules cancéreuses et éviter d'endommager les cellules saines.
Les experts de l'IEEE estiment également que l'amélioration progressive des performances des batteries observée ces dernières années sera encore plus marquée grâce à l'application des nanotechnologies. João Zuffo, membre à vie de l'IEEE et fondateur du Laboratoire des Systèmes Intégrés de l'Université de São Paulo au Brésil, a déclaré : « Il sera tout à fait possible, à l'avenir, de recharger un téléphone portable ou un ordinateur portable en quelques secondes, au lieu d'une heure. De même, les propriétés uniques des nanomatériaux, comme le graphite, pourraient potentiellement améliorer la capacité de stockage des batteries des véhicules électriques, car ce matériau présente un rapport surface/volume très élevé, ce qui en fait une alternative plus économique et durable aux énergies fossiles. »
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