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n°36
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Décryptage - Le potentiel des nanotechnologies se confirme STRaTéGIE & InnoVaTIon nUMéRIQUE
il peut être déformé de ma- nière homogène à tempéra- ture ambiante, et non très élevée comme c’était le cas. a plus long terme, les chi- mistes cherchent à créer des matériaux entièrement nou- veaux, qui trouveront des
consiste à construire et dé- velopper des molécules « à façon ». on imagine la ky- rielle d’applications concoc- tées par les labos pharma- ceutiques et les biotechs. Les propriétés des nanomatériaux sont exploitées pour des ap-
les LED permet d’obtenir un rendement très intéres- sant. L’utilisation des nano- tubes de carbone dans le do- maine du stockage de l’élec- tricité peut permettre de créer une pile – un superconden- sateur – qui se recharge en
pices à ce que les applica- tions industrielles émanent plus vite de la recherche. «Monbutàl’ANRestde parvenir à sortir les nanotechs des labos. Pour raccourcir le temps entre une décou- verte et une application en- trepreneuriale, nous finan- çons des projets partenariaux en amont, avec des indus- triels et des académiques, qui partent d’assez bas. C’est la clé du succès. Après trois ou quatre ans de travail col- lectif, les industriels peuvent passer à des phases de com- mercialisation », explique olivier Spalla, qui finance de nombreux tests. « Plu- sieurs exemples existent en microélectronique, des start- up ont émergé dans les condensateurs à nanotubes de carbones. Je pense à ce bus qui se recharge du coup
Kraft foods avait imaginé une boisson chargée de nanocapsules, qui change de couleur et de goût une fois secouée. Tollé des consommateurs...
Des matériaux aux propriétés revisitées, permettant de réinventer des objets quotidiens
applications notamment dans les TIc (mémoires, télécom- munications...). D’autre part, les rapports de surfaces de- venant prépondérants, les na- notechnologies ouvrent des perspectives en chimie, en particulier pour la catalyse qui se trouve amplifiée. « Or nous ne savons faire que des réactions chimiques cataly- sées, sinon cela ne fonctionne pas. Sans système cataly- tique, pas de matériaux », précise olivier Spalla.
plications variées : des agents contrastants pour l’imagerie de cellules, des thérapeu- tiques pour la lutte contre le cancer... on peut ajouter des fonctions aux nanomatériaux en les interfaçant avec des moléculesbiologiques.Leur taille est en effet assez proche. Les nanomatériaux sont donc utiles à la recherche et aux applications in vivo et in vitro. cette intégration permet l’émergence d’outils de diag- nostic ou d’administration de médicaments. Tout est plus règlementé et prend plus de temps dans la santé, comme dans l’aéronautique ou dans l’aérospatiale. « Pourtant on dénombre déjà 400 sociétés de nanoméde- cine à travers l’Europe, avec une explosion certaine ces dernières années. Ce sont plutôt les start-up qui s’ac- tivent, et qui sont proches du marché, après test et vé- rifications », note Laurent Levy, président et cofonda- teur de nanobiotix, société leader en nanomédecine. on distingue une première vague de nanotechnologies utilisées comme supports à médica- ments, encapsulés, ce qui permet de les administrer plus efficacement et préci- sément – un bienfait en on- cologie par exemple. Les na- nocapsules passent plus fa- cilement les barrières internes pour se rendre dans les tu- meurs. « Dans la deuxième vague, ce sont les nanopar- ticules elles-mêmes qui ont une action physique. Nous dénombrons une quarantaine de produits aujourd’hui », explique Laurent Levy.
quelques secondes, tout en étant plus léger qu’une bat- terie chimique et ayant une durée de vie de 3000 ans. L’utilisation de matériaux nano-poreux pour le stockage de l’hydrogène peut enfin permettre de démo- cratiser son utilisation, ac- tuellement bloquée par la faible quantité d’hydrogène
propriétés. Résultat : des mé- taux et des céramiques qui se déforment plus facilement, des polymères aux propriétés mécaniques et électriques inédites, voire combinées, des super-bétons ultra-résis-
tants et simples à créer... Les effets des structures nano- métriques sont toujours aussi impressionnants et promet- teurs. Exemple pratique avec le cuivre : lorsque ce métal est constitué de nanocristaux,
Ethique
PHARMA
ET NANOMÉDECINE L’ingénierie moléculaire, ren- due possible grâce au mi- croscope à effet tunnel,
Débat de société toujours ouvert
Même dans l’alimentaire, modifier la structure moléculaire de certains produits permettra d'augmenter leur valeur nutritive, de modifier leur goût ou leur texture à volonté, d'allonger leur durée de conservation et même de fabriquer de la matière grasse... sans graisse. Il faudra cependant du temps pour convaincre les consommateurs. La société Kraft foods avait imaginé une boisson chargée de nanocapsules, qui change de couleur et de goût quand on la secoue. Elle a dû reculer devant le tollé des consommateurs. La crainte d’une toxicité potentielle du vivant est toujours présente, malgré des études non alarmantes. La prophétie d’Eric Drexler, en 1986, a en tout cas marqué les esprits. Dans l’ouvrage « Engines of Creation » sur les nanotechs, l’ingénieur américain souligne les innovations majeures qui vont en découler, mais aborde aussi le danger de ces technologies capables de se répliquer par elles-mêmes, imaginant des bactéries créées dans un quelconque intérêt commun qui se répliquent à l’infini et causent des ravages sur la flore, la faune et l’humanité. Il en appelle à une vraie maîtrise, alors que la forte capacité pénétrante qu’ont les nanoparticules à l’égard des tissus cellulaires est évidente. Du fait de leur taille inférieure aux cellules, elles peuvent outrepasser certaines barrières naturelles. Cette propriété est d’ailleurs déjà exploitée dans les cosmétiques. Des études ont démontré la possibilité pour les nanomatériaux de causer des mutations de l’ADN et d’induire des changements majeurs à la structure mitochondriale, pouvant conduire à la mort de la cellule. Le projet « Nanogenotox », coordonné par l’Afsset et impliquant plusieurs pays européens, qui visait sur trois ans à clore le débat pour la Commission eu- ropéenne, n’a pas donné de résultats tranchés. 14 nanomatériaux manufacturés avaient pourtant été étudiés (exposition orale, cutanée, inhalée). Du fait de la crispation, les industriels avancent donc à pas feutrés. L’Oréal a essuyé un flot de critiques à propos de ses crèmes solaires. Saint-Gobain se fait discret sur ses revêtements. « En 2010, le débat parlementaire sur les nanosciences en France a été arrêté par les opposants, et les acteurs de la recherche et de l’industrie ont fait profil bas. Aujourd’hui, comme les projecteurs se sont tournés vers la biologie de synthèse, les applications refont leur ap- parition », constate Olivier Spalla à l’Agence nationale de la recherche (ANR). Autre point non négligeable, les nanotechs économisent de la matière, mais souvent les applications incorporent des particules de métaux dans les produits, sans espoir de recyclage. « Les nanoparticules sont comme l’amiante dans les années 1960 : une révolution dangereuse si elle n’est pas encadrée », déclare un scientifique.
stockée dans les réservoirs conventionnels bourrés de défauts (fuites et lourdeur). cet hydrogène peut alors être utilisé dans des moteurs à combustion ou par des piles à combustible.
pendant les arrêts de voya- geur », ajoute le scientifique. Il existe désormais un souci croissant du côté des acteurs – le centre de compétences en nanosciences c’nano possède des antennes régio- nales – de former partout des chercheurs aux méthodes de valorisation. L’optimisme est donc de mise dans un domaine transverse qui ap- paraît là où on ne l’attend pas. Des membranes à na-
ENERGIE
nopores peuven.
l’eau, ou même la désaliniser. « On peut progresser dans les marquages anti-contre- façons sur passeports, ou dans la détection d’em- preintes humaines, par un nanospray que nous avons financé », cite aussi olivier Spalla à l’anR.
Les avancées dans le do- maine de la production et du stockage d’énergie sont notoires. Dans le domaine de la production de lumière, l’utilisation de matériaux is- sus des nanotechs tels que
Julien Tarby
Déc. Jan. 2017 57
ET DEMAIN ?
Les industriels iront forcé- ment plus loin que cette pre- mière génération de nano- matériaux passifs dans les crèmes solaires, peintures et enduits... Vêtements, acces- soires de sport, cosmétiques, soins personnels, électro- nique, informatique vont en- core être bouleversés. « L’ar- rivée des matériaux intelli- gents n’a pas fini de nous étonner. Dans la santé les applications arrivent par vagues, comme en ce mo- ment », observe Laurent Levy chez nanobiotix. Et les conditions sont plus pro-
t assainir