Vers l’infiniment petit et au-delà

C’est l’infiniment petit, qui révolutionne le plus notre quotidien et ce n’est que le début. Invisible par définition, la nano technologie et les nano-composants sont déjà partout. Dans votre airbag de voiture, dans votre montre connectée ou la médecine électronique

La nanotechnologie et ses applications

Les nanotechnologies regroupent l’ensemble des techniques permettant de fabriquer, de manipuler et de caractériser la matière à l’échelle nanométrique. Bienvenue dans le nanomonde.

À cette échelle on parle de nanomètre (noté en abrégé nm). Le préfixe nano vient du grec nanos qui signifie nain. Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre (1 nm = 10-9 m = 0,000000001 m) soit approximativement 1/50 000 de l’épaisseur d’un cheveu humain... Impossible à voir à l’œil nu même avec de bonnes lunettes.

Depuis 30 ans l’électronique utilise la technique de la voie descendante (en anglais « top-down ») : on part d’un matériau, on le « découpe » et on le « sculpte » pour réduire le plus possible les dimensions de l’objet ou du composant que l’on veut fabriquer. 

Nanomonde.©electronie

Des nouvelles lois physiques

Des lois physiques qui ne sont pas les mêmes que celles qui gouvernent le monde macroscopique dans lequel nous évoluons.  À l’échelle du nanomètre, les phénomènes quantiques surgissent. 

Nous en voyons tous le résultat avec des ordinateurs de plus en plus puissants tout en étant de plus en petits. Aujourd’hui, un microprocesseur de quelques millimètres carrés contient des millions de transistors. Mais la miniaturisation a ses limites. Des limites physiques que pour le moment nous ne sommes pas capables de dépasser. En effet en dessous d’un dixième de micromètre les lois de la physique changent. On parle ici de physique quantique.

Prenons un exemple : si vous faites passer un courant électrique dans un circuit électronique classique, il suivra le chemin que vous avez programmé de composant en composant selon un ordre bien déterminé. 

Mais, si vos composants sont séparés de quelques nanomètres, alors les électrons sont capables de sauter d’un composant à son voisin, même s’ils ne sont pas reliés l’un à l’autre. Ce phénomène est appelé « effet tunnel ». 

À ce jour les chercheurs n’ont pas encore trouvé la manière d’assembler ces nano-composants pour créer de véritables nano-circuits. Car, à cette échelle, on ne peut pas utiliser les techniques classiques de gravure des microprocesseurs, comme la lithographie. 

Le développement de la nanoélectronique exige au préalable que l’industrie parvienne à produire en série des nano-circuits à un coût compétitif.

Et pour demain ?

Vous êtes tranquillement en train de déjeuner quand subitement vous décidez que votre poulet rôti n’est pas suffisamment assaisonné. Pas de problème avec les nano aliments capables de changer le gout à volonté. Et tant pis pour cette vitre abîmée composée de nano matériaux, elle va se réparer toute seule.

Pas grave non plus votre entaille au doigt car l’épiderme va se reconstituer tout seul grâce à l’évolution de la nano médecine.  Ne trainez pas trop pour aller à votre rendez-vous sur l’une des stations orbitales qui gravite autour de notre planète. Selon votre GPS il vous faudra 25 minutes en empruntant l’ascenseur spatial construit à base de nanotubes de carbone.

Le développement de la nanoélectronique exige au préalable que l’industrie parvienne à produire en série des nano-circuits à un coût compétitif ce qui ne saurait tarder. 

Le nano monde pour le meilleur ou pour le pire ?

La nanotechnologie ne se contente pas de créer à partir de l’atome, elle nous fait miroiter des applications à faire pâlir la science-fiction. Si certaines d’entre elles sont bel et bien rentrées dans notre quotidien, peut-on accorder crédit à toutes ces prédictions futuristes ?? 

Quelles sont les limites éthiques qu’il faudrait mettre en œuvre face à ce plongeon dans une autre dimension ? On n’a pas fini d’en parler.