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Tout ce que tu dois savoir sur la nanotechnologie

DĂ©couvre ci-dessous quelques-unes des utilisations potentielles des nanotechnologies.
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04 septembre 2022

Au fil des annĂ©es, les avancĂ©es technologiques semblent devenir de plus en plus futuristes. L'intelligence artificielle (IA) est considĂ©rĂ©e comme un Ă©lĂ©ment normal de la vie quotidienne de nombreuses personnes. Elle est utilisĂ©e pour l'assistance vocale, les logiciels de reconnaissance faciale et mĂȘme les mĂ©dias sociaux. La rĂ©alitĂ© virtuelle s'impose comme la source la plus populaire de divertissement par le jeu et les smartphones dotĂ©s de grands Ă©crans interactifs peuvent ĂȘtre pliĂ©s sans dommage. À mesure que les choses progressent, les nanotechnologies constituent un Ă©lĂ©ment clĂ© de l'efficacitĂ© et du dĂ©veloppement continus. La nanotechnologie peut ĂȘtre appliquĂ©e Ă  tous les domaines. Elle joue un rĂŽle essentiel dans l'industrie de la cyrogĂ©nisation, car elle pourrait dĂ©tenir la clĂ© d'une possible rĂ©animation. Enfin, elles pourraient nous aider Ă  construire un avenir plus durable, ce qui est important pour la vie aprĂšs la rĂ©animation. Pour en savoir plus sur les nanotechnologies et sur la maniĂšre dont elles façonneront notre avenir, consulte l'article ci-dessous. 

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L'échelle nanométrique, montrant qu'un atome est environ un million de fois plus petit qu'une seule mÚche de cheveux (Source IMG). 1)

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Qu'est-ce que la nanotechnologie ? 

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La nanotechnologie est une branche de la technologie si petite qu'elle pourrait manipuler les atomes individuels d'un objet ou d'un ĂȘtre vivant. C'est un sous-ensemble de la nanoscience, qui comprend la conception, la synthĂšse, la caractĂ©risation et l'application de matĂ©riaux organiques et inorganiques Ă  l'Ă©chelle du nanomĂštre. Pour te donner une idĂ©e de la taille de ces objets, sache que l'un des plus "grands" objets Ă  l'Ă©chelle nanomĂ©trique est une mĂšche de cheveux humains et que le plus petit est un atome individuel. Si l'on compare les deux, un atome individuel est environ un million de fois plus petit que la plus Ă©paisse qu'une mĂšche de cheveux humains ! Cela permettrait d'altĂ©rer les structures molĂ©culaires des matĂ©riaux, modifiant ainsi complĂštement leurs propriĂ©tĂ©s innĂ©es. 

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Les origines de la nanotechnologie 

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Les nanotechnologies ont été présentées au monde pour la premiÚre fois en 1959, par le prix Nobel et physicien américain Richard Feynman. Il a imaginé que la technologie serait un jour capable de manipuler des particules si petites qu'elle pourrait renforcer ou réparer les liaisons moléculaires, ce qui offrirait un potentiel illimité d'applications dans plusieurs domaines. Bien qu'il ait prononcé un discours intéressant sur cette "théorie" à l'Institut de technologie de Californie (Caltech), le sujet a rapidement disparu de la communauté scientifique. 

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L'idĂ©e des nanotechnologies n'a refait surface qu'en 1977, lorsque K. Eric Drexler a commencĂ© Ă  imaginer les possibilitĂ©s qui pourraient ĂȘtre rĂ©alisĂ©es si de minuscules robots capables de dĂ©placer rapidement des molĂ©cules avec une prĂ©cision exacte existaient. Cette vision a finalement donnĂ© naissance Ă  son livre de 1986, Engines of Creation : The Coming Era of Nanotechnology. Dans ce texte, Drexler parlait des applications potentielles des nanotechnologies en utilisant une approche plus scientifique qui commençait Ă  attirer l'attention. Il est Ă  l'origine du terme "nanotechnologie" (parfois appelĂ© "technologie molĂ©culaire") tel que nous le connaissons aujourd'hui. Cependant, son nom a Ă©tĂ© largement oubliĂ©, car les initiatives mondiales et la grande science ont pris le dessus sur la poussĂ©e vers les nanotechnologies. Fait amusant : K. Eric Drexler est actuellement inscrit afin d'ĂȘtrecryoprĂ©servĂ©!

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Bien que les origines des nanotechnologies remontent Ă  plusieurs dĂ©cennies, l'intĂ©rĂȘt mondial a rĂ©cemment commencĂ© Ă  croĂźtre de maniĂšre exponentielle. En fait, selon le rapport Global Nanotechnology Market, le marchĂ© mondial des nanotechnologies devrait dĂ©passer les 125 milliards de dollars d'ici 2024 [1]. Si cet exploit semblait impossible en 1959, les avancĂ©es technologiques d'aujourd'hui donnent de l'espoir aux scientifiques. À terme, avec suffisamment de recherche et de dĂ©veloppement, des nanotechnologies plus avancĂ©es pourraient non seulement ĂȘtre possibles, mais aussi ĂȘtre dĂ©veloppĂ©es plus tĂŽt que prĂ©vu.  

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Les nanotechnologies pourraient construire ou déconstruire des matériaux au niveau moléculaire.

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Les différentes classifications de la nanotechnologie

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Bien que le principe de base des nanotechnologies soit le mĂȘme (manipuler les choses au niveau molĂ©culaire), il existe quelques classifications diffĂ©rentes. La premiĂšre classification fait rĂ©fĂ©rence Ă  la maniĂšre dont les nanotechnologies procĂšdent du dĂ©but Ă  la fin, qui peut ĂȘtre soit descendante, soit ascendante. 

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  • Top-Down (descendante): dans cette approche, une structure, un mĂ©canisme ou un ensemble de matĂ©riaux plus importants sont rĂ©duits Ă  des tailles qui peuvent ĂȘtre mesurĂ©es sur le spectre ou la structure nanomĂ©trique. On peut comparer cela Ă  la sculpture d'une statue Ă  partir d'un bloc de marbre. Parmi les exemples de cette approche dans le monde scientifique, citons la lithographie UV, la lithographie par faisceau d'Ă©lectrons, la lithographie par nano-impression et la lithographie par sonde Ă  balayage. 

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  • Bottom-Up (ascendant): cette approche inverse permet de crĂ©er des structures, des mĂ©canismes ou des ensembles de matĂ©riaux plus importants en les construisant atome par atome, ou molĂ©cule par molĂ©cule. On peut comparer cette approche au processus de construction d'un chĂąteau Ă  partir de Legos. Dans le monde scientifique, l'auto-assemblage technologique (ou molĂ©culaire) et l'auto-assemblage naturel (c'est-Ă -dire le repliement des protĂ©ines) en sont des exemples. 

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Les nanotechnologies peuvent ĂȘtre classĂ©es en fonction du support sur lequel elles fonctionnent. Comme tu peux le deviner, les deux options de cette classification sont soit sĂšches, soit humides. 

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  • "Nanotechnologie sĂšche": il s'agit de tout type de nanotechnologie utilisĂ©e dans des matĂ©riaux secs ou de types de semi-conducteurs qui ne fonctionnent que dans des conditions sĂšches, sans humiditĂ©. 

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  • "Nanotechnologie humide": il s'agit de tout type de nanotechnologie utilisĂ©e pour des applications dans des environnements plus "humides" tels que les matĂ©riaux organiques, le matĂ©riel gĂ©nĂ©tique, les cellules et les membranes, les enzymes, les tissus, les organes, etc. 

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L'un ou l'autre procĂ©dĂ© de nanotechnologie peut fonctionner Ă  la fois dans des conditions humides et sĂšches, ce qui donne lieu Ă  quatre possibilitĂ©s : nanotechnologie descendante/sĂšche, descendante/humide, ascendante/sĂšche et ascendante/humide. La cryogĂ©nisation bĂ©nĂ©ficierait Ă  la fois de la nanotechnologie du haut vers le bas/humide et du bas vers le haut/humide. Dans une perspective descendante, les cellules Ă©trangĂšres ou les structures malades pourraient ĂȘtre Ă©liminĂ©es. D'un point de vue ascendant, de nouvelles cellules ou de nouveaux mĂ©canismes (tels que les tĂ©lomĂšres) pourraient ĂȘtre construits dans le corps et le nano-rĂ©chauffement pourrait ĂȘtre dĂ©ployĂ©. 

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Les nanotechnologies pourraient contribuer à améliorer l'efficacité des sources d'énergie durables

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Utilisations potentielles des nanotechnologies

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Étant donnĂ© que les nanotechnologies fonctionneraient dans un espace aussi inconcevablement petit, leurs applications sont infinies. Des sciences contemporaines et de l'IA aux rĂ©volutions environnementales, les nanotechnologies pourraient ĂȘtre une petite (littĂ©ralement) solution Ă  plusieurs dĂ©fis bien plus importants auxquels les industries sont confrontĂ©es aujourd'hui. Bien qu'il existe certains domaines oĂč les nanotechnologies sont dĂ©jĂ  utilisĂ©es (Ă  un certain degrĂ©), plusieurs autres industries pourraient en tirer des avantages assez impressionnants. Explorons ci-dessous quelques applications potentielles. 

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Énergie 

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Les matĂ©riaux basĂ©s sur les nanotechnologies ont la possibilitĂ© d'ĂȘtre intĂ©grĂ©s dans des produits et matĂ©riaux existants afin d'amĂ©liorer leur efficacitĂ© et leur capacitĂ© globale. Une plus grande efficacitĂ© Ă©nergĂ©tique dans le secteur de l'Ă©nergie pourrait se traduire par une plus grande capacitĂ© des cellules solaires, des matĂ©riaux d'isolation, des batteries ou d'autres sources d'Ă©nergie renouvelable. Cela pourrait permettre une utilisation plus fiable des sources d'Ă©nergie durables Ă  travers le monde, notamment en ce qui concerne l'Ă©nergie solaire, Ă©olienne, hydraulique et gĂ©othermique. Par exemple, un panneau solaire dotĂ© de propriĂ©tĂ©s nanotechnologiques fabriquĂ© par l'universitĂ© de Kyoto pourrait doubler la quantitĂ© d'Ă©lectricitĂ© produite Ă  partir de la lumiĂšre du soleil[2]. 

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Les nanotechnologies pourraient également contribuer à réduire les émissions des sources d'énergie conventionnelles, telles que les combustibles fossiles et les combustibles nucléaires. Elles ont la capacité d'améliorer les capacités de stockage de l'énergie tout en les rendant plus sûres. 

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Environnement

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Outre l'impact que les nanotechnologies pourraient avoir sur l'énergie durable (s'alignant ainsi sur les initiatives environnementales), elles pourraient également contribuer à la purification de l'eau. Les systÚmes de nanofiltration ont la capacité de filtrer les métaux lourds et d'augmenter la disponibilité de l'eau potable pour les individus dans le monde entier. Cette application est déjà utilisée dans une certaine mesure, mais elle pourrait devenir plus efficace avec le développement continu de cette technologie. 

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Les filtres Ă  dĂ©chets microscopiques pourraient Ă©galement ĂȘtre utilisĂ©s pour passer au crible les Ă©missions rejetĂ©es par les bĂątiments industriels ou commerciaux, rĂ©duisant ainsi l'impact de la combustion sur l'environnement. Les nanotechnologies pourraient en outre apporter une solution aux marĂ©es noires, aux eaux usĂ©es des ocĂ©ans, etc. Ces avantages environnementaux sont essentiels pour crĂ©er un environnement futur durable pour la vie aprĂšs la rĂ©animation.

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Les applications de la nanotechnologie pourraient contribuer à améliorer l'administration et l'efficacité des médicaments.

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Biomédecine

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La nanotechnologie molĂ©culaire (MNT) est un type de nanotechnologie qui est principalement Ă©tudiĂ© pour ĂȘtre utilisĂ© dans le domaine mĂ©dical. En raison de la taille de cette technologie, les nanomatĂ©riaux intĂ©grĂ©s aux dispositifs mĂ©dicaux pourraient aider les mĂ©decins Ă  diagnostiquer plus tĂŽt des maladies graves comme le cancer ou les maladies neurodĂ©gĂ©nĂ©ratives, augmentant ainsi l'effet du traitement et le taux de survie ultĂ©rieur au fil des ans. Contrairement Ă  la chimiothĂ©rapie ou aux radiations, les nanotechnologies pourraient ĂȘtre programmĂ©es pour attaquer directement les cellules cancĂ©reuses, sans nuire aux cellules saines environnantes. Elles pourraient Ă©galement ĂȘtre utilisĂ©es pour rĂ©parer les dommages subis par les cellules ou les tissus environnants, rĂ©duisant ainsi l'impact global de la maladie sur l'organisme. 

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En outre, les nanotechnologies pourraient ĂȘtre utilisĂ©es dans le domaine biomĂ©dical pour contribuer Ă  la dĂ©couverte de mĂ©dicaments, Ă  leur administration et mĂȘme Ă  la synthĂšse ou Ă  l'administration de protĂ©ines. Elles pourraient aider les scientifiques Ă  mieux comprendre comment les molĂ©cules de l'organisme rĂ©agissent aux maladies et, par consĂ©quent, comment contrecarrer la rĂ©ponse traditionnelle pour Ă©viter les dommages. Un jour, les nanotechnologies pourraient aider Ă  mettre au point un mĂ©dicament sous forme de capsule qui se libĂšre lentement et de maniĂšre contrĂŽlĂ©e, afin de rĂ©duire le temps ou les ressources que certains patients doivent se permettre pour parcourir de longues distances pour se faire soigner. En rĂ©alitĂ©, les applications des nanotechnologies dans le domaine mĂ©dical sont si nombreuses que les possibilitĂ©s sont infinies. 

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Électronique

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As-tu déjà vu ces téléphones à écran tactile pliable et t'es-tu demandé comment cela était possible ? La réponse est simple : les nanotechnologies. Les nanotechnologies utilisées en électronique peuvent transformer la façon dont les appareils sont fabriqués, car elles peuvent réarranger les atomes pour reproduire d'autres matériaux plus flexibles (par exemple, le silicone). Cela peut conduire à des matériaux plus légers, plus résistants et plus conducteurs aux propriétés uniques, comme le graphÚne, la nanoparticule utilisée dans les écrans tactiles flexibles. 

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Les nanotechnologies sont également l'une des raisons pour lesquelles nos appareils deviennent de plus en plus petits et portables, alors que leurs capacités ne cessent de s'accroßtre.  

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Cryogénisation 

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Enfin, la nanotechnologie pourrait avoir des avantages considĂ©rables pour l'industrie de la cryogĂ©nisation. Tout d'abord, elle a le potentiel de traiter le vieillissement, les causes de dĂ©cĂšs et d'autres maladies. Une fois dĂ©veloppĂ©e, cette technologie pourrait fabriquer, rĂ©parer ou rĂ©gĂ©nĂ©rer n'importe quel organe, tissu ou mĂȘme des cellules individuelles dans le corps. Les nanotechnologies pourraient contribuer Ă  crĂ©er un remĂšde contre le vieillissement. De nombreuses causes de dĂ©cĂšs pourraient Ă©galement ĂȘtre rendues rĂ©versibles et des opĂ©rations chirurgicales pourraient ĂȘtre rĂ©alisĂ©es Ă  distance, sans nĂ©cessiter d'interventions majeures. 

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Une autre application des nanotechnologies est le traitement des dommages Ă©ventuels causĂ©s par la cryoprĂ©servation. La rĂ©paration, la rĂ©gĂ©nĂ©ration et la synthĂšse cellulaires qu'elles pourraient permettre contribueraient Ă  la rĂ©animation des patients cryoprĂ©servĂ©s. En fait, les dĂ©fis actuels de la cryoprĂ©servation deviennent insignifiants et faciles Ă  surmonter avec l'utilisation des nanotechnologies. Les patients pourraient ĂȘtre ramenĂ©s Ă  la pleine santĂ©, probablement Ă  un Ăąge physique beaucoup plus jeune que celui auquel ils ont atteint la mort lĂ©gale. 

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Pour que la rĂ©animation du patient puisse avoir lieu, il faut mettre en place un processus de rĂ©chauffement efficace. Au cours de la cryoprocĂ©dure, des agents cryoprotecteurs (ACP) sont utilisĂ©s pour aider Ă  abaisser la tempĂ©rature centrale du patient Ă  environ -125°C. À ce stade, ils deviennent officiellement vitrifiĂ©s, et sont ensuite refroidis Ă  -196°C pour ĂȘtre stockĂ©s indĂ©finiment. Le problĂšme est qu'il est difficile de rĂ©chauffer les cellules aprĂšs leur cryoprĂ©servation. Le corps Ă©tant composĂ© de diffĂ©rents tissus et systĂšmes, il est difficile de les rĂ©chauffer Ă  la mĂȘme vitesse. Cela est d'autant plus vrai que les organismes sont normalement rĂ©chauffĂ©s de l'extĂ©rieur vers l'intĂ©rieur. Le problĂšme est que le rĂ©chauffement doit se faire Ă  la fois uniformĂ©ment dans tout le corps et Ă  un rythme rapide pour Ă©viter le stress thermique. UtilisĂ©es pendant le processus de rĂ©animation, les technologies microscopiques pourraient contribuer au nano-rĂ©chauffement. Cela permettrait de dĂ©terminer des taux de rĂ©chauffement individualisĂ©s afin de maximiser la viabilitĂ© cellulaire. Cela rĂ©duirait Ă©galement le risque de formation de glace ou de cristallisation pendant le processus de rĂ©chauffement (lorsque le patient passe de tempĂ©ratures nĂ©gatives Ă  des conditions normales). S'il est utilisĂ© simultanĂ©ment avec la nanotechnologie pour la rĂ©paration cellulaire, le processus de rĂ©animation pourrait devenir non seulement possible, mais rĂ©parateur. 

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Désolé de vous interrompre... mais nous avons un contenu plus intéressant.

On dirait que vous avez aimé cet article suffisamment pour aller jusqu'à la fin. Restez à l'affût des derniÚres nouvelles sur la cryogénisation et les sujets connexes.

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Préoccupations futures concernant la nanotechnologie

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Comme pour tout type de dĂ©veloppement technologique, il est important d'ĂȘtre conscient des dĂ©fis potentiels que les nanotechnologies peuvent apporter. La principale hĂ©sitation des personnes qui entendent parler des nanotechnologies concerne la fabrication de la technologie et son impact sur l'environnement. Cependant, tous les types de fabrication entraĂźnent un certain degrĂ© de pollution ou de sous-produit et les avantages potentiels des nanotechnologies sur l'environnement dĂ©passent de loin les inconvĂ©nients supposĂ©s. Le mĂȘme argument peut ĂȘtre appliquĂ© Ă  ceux qui ne soutiennent pas les nanotechnologies en raison de leur potentiel de rĂ©duction des demandes d'emploi. Les changements dans le processus de production pourraient en fait avoir l'effet inverse et entraĂźner un afflux d'ouvertures dans le monde entier. 

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Les applications de la nanotechnologie sont infinies et pourraient améliorer les opérations à distance dans de nombreux secteurs.

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Conclusion

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La nanotechnologie peut contribuer Ă  rĂ©duire les polluants dans l'environnement et Ă  diminuer la consommation Ă©nergĂ©tique mondiale. Elle pourrait rĂ©soudre des problĂšmes de santĂ© jusqu'alors irrĂ©alisables et faire de l'avenir un lieu oĂč il fait bon vivre. C'est Ă©galement un Ă©lĂ©ment essentiel pour faire revivre les patients aprĂšs cryoprĂ©servation. 

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MĂȘme si ce type de nanotechnologie Ă©tait dĂ©veloppĂ© demain, les scientifiques ont encore un long chemin Ă  parcourir avant de pouvoir l'utiliser en toute sĂ©curitĂ© dans la cryogĂ©nisation. Bien que nous soyons optimistes quant aux possibilitĂ©s de l'avenir, nous ne savons toujours pas quand cela pourrait devenir une rĂ©alitĂ©. Cependant, la cryogĂ©nisation est le meilleur (et le seul) moyen de se donner la chance de bĂ©nĂ©ficier des progrĂšs de la nanotechnologie dans le futur. Pour en savoir plus sur ce processus, prends rendez-vous avec l'un des membres de notre Ă©quipe ouinscris-toi dĂšs aujourd'hui.Â