Les nano­par­ti­cules

LES NANOPARTICULES : solu­tion ou dés­illu­sion ?

Introduction

Les nano­par­ti­cules sont éga­le­ment appe­lées par­ti­cules ultra fines (PUF). Ce sont des molé­cules dont la taille varie entre 1 et 100 nano­mètres (1 nm = 10 – 9 m = 0,000000001 m).

Elles sont donc plus grandes que des atomes et plus petites qu’une cel­lule.

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I) Nanoparticules natu­relles

Ce sont des par­ti­cules dont la dimen­sion s’étend de quelques microns pour les pous­sières d’érosion des sols, jusqu’à quelques nano­mètres pour les suies et les fumées de com­bus­tion.

Les nano­par­ti­cules natu­relles sont pré­sentes dans l’air, l’eau, le sol ou encore dans les sédi­ments.

Elles englobent les pous­sières déser­tiques, les suies, les nano­par­ti­cules pro­duites par l’activité vol­ca­nique ou de pho­to­syn­thèse, les pol­lens ou encore les nano­par­ti­cules issues de la com­bus­tion, ces der­nières appe­lées « pol­luantes » (qui peuvent cau­ser des troubles pul­mo­naires)

Elles ont la capa­ci­té d’absorber des ions inso­lubles et de contri­buer à leur trans­port. On les pense à l’origine des phé­no­mènes de nucléa­tion et de crois­sances dans les nuages.

II) Nanoparticules de syn­thèse

Il s’agit de par­ti­cules manu­fac­tu­rés, c’est-à-dire les façon­nés par l’Homme à l’échelle du mil­liar­dième de mètre (ou nano­mètre)

Les prin­ci­pales nano­par­ti­cules à base de car­bone :

  • Les ful­le­rènes
  • Les nano-feuillets de gra­phène
  • Les nano­tubes de car­bone
  • Les nano-fibres de car­bone
  • Le noir de car­bone
  • Les nano-mousses de car­bone

Autres nano­par­ti­cules inor­ga­niques : 

  • Les métaux
  • Les oxydes métal­liques
  • Les points quan­tiques

Les nano­par­ti­cules orga­niques :

  • Les poly­mères orga­niques
  • Les nano­par­ti­cules d’inspiration bio­lo­gique

III) Utilisation concrète 

On retrouve l’utilisation des nano­par­ti­cules dans dif­fé­rents sec­teurs :

Secteurs Utilisation Exemples de nanao­par­ti­cules
Automobile, aéro­nau­tique et aéro­spa­tial Matériaux ren­for­cés et plus légers
Capteurs opti­mi­sant les per­for­mances des moteurs
Détecteurs de glace sur les ailes d’avion
Additifs pour die­sel
Pneumatiques durables et recy­clables
Nanotubes de car­bone : conduc­teur élec­triques et ther­miques
Electronique et com­mu­ni­ca­tions Mémoires à haute den­si­té et pro­ces­seurs minia­tu­ri­sés
Ordinateurs et jeux élec­tro­niques
Silicium
Agroalimentaire Emballages actifs
Additifs
Colorants
Le lyco­pène (E 160d) : extrait de tomates, colo­rant ali­men­taire
Chimie et maté­riaux Pigments
Charges
Catalyseurs mul­ti-fonc­tion­nels
Textiles et revê­te­ments anti-bac­té­riens et ultra-résis­tants
Nanopoudres
TiO2
SiO2
Construction Ciment auto­net­toyant et anti-pol­lu­tion
Vitrage auto­net­toyant et anti-salis­sure
Peintures,vernis,colles
Noir de car­bonne : pour les pein­tures
Pharmacie et san­té Médicaments et agents actifs
Surfaces adhé­sives médi­cales anti-aller­gènes
Médicaments sur mesure
Vaccins oraux
Amphotericine B : mêmes carac­té­ris­tiques que les médi­ca­ments lipo­so­males
Cosmétique Crèmes solaires trans­pa­rentes
Pâtes à den­ti­frice abra­sives
Maquillage
Dioxyde de titane ou oxyde de zinc : dans les crèmes solaires
Énergie Cellules pho­to­vol­taïques
Nouveaux types de bat­te­ries
Fenêtres intel­li­gentes
Matériaux iso­lants plus effi­caces
NanoHybA : encre inno­vante conduc­trice (pour les pan­neaux pho­to­vol­taïques)
Environnement et éco­lo­gie Diminution des émis­sions de CO2
Production d’eau ultra­pure à par­tir d’eau de mer
Pesticides et fer­ti­li­sants
Dioxyde de titane : pes­ti­cide
Défense Détecteurs d’agents chi­miques
Systèmes de sur­veillance minia­tu­ri­sés sys­tèmes de Guidage plus pré­cis
Textiles légers et qui s’autoréparent
sul­fure de zinc, de sels de radium et de ver­nis


IV) Risques poten­tiels ?

Leur impact n’est pas encore bien connu car l’usage des nano­ma­té­riaux ne date que des années 90 et la recherche publique fran­çaise consacre aujourd’hui moins de 5% de sont bud­get « nano » à cette ques­tion des risques. De plus, la légis­la­tion en matière de nano­par­ti­cules n’est pas encore très pré­cise.

Organisme

  • Les nano­par­ti­cules peuvent repré­sen­ter un risque pour la san­té à cause de leur petite taille. Les nano­par­ti­cules ont une taille qui les place entre la matière macro­sco­pique et l’échelle molé­cu­laire, elles peuvent être dan­ge­reuses pour l’organisme, car elles sont plus petites que nos cel­lules et tra­ver­ser sans dif­fi­cul­té la bar­rière encé­pha­lique chez les humains.

  • Les connais­sances actuelles des effets toxiques des nano­par­ti­cules sont encore rela­ti­ve­ment limi­tées. Les don­nées dis­po­nibles indiquent néan­moins clai­re­ment que cer­taines nano­par­ti­cules inso­lubles peuvent fran­chir les dif­fé­rentes bar­rières de pro­tec­tion, se dis­tri­buer dans l’organisme et s’accumuler dans cer­tains organes et à l’intérieur des cel­lules. Des effets toxiques ont déjà été docu­men­tés aux niveaux pul­mo­naire, car­diaque, repro­duc­teur, rénal, cuta­né et cel­lu­laire. Des accu­mu­la­tions signi­fi­ca­tives ont été démon­trées au niveau des pou­mons, du cer­veau, du foie, de la rate et des os.

Envi­ron­ne­ment

Les nano­par­ti­cules peuvent éga­le­ment avoir un impact néga­tif sur l’environnement, car à cause de leur taille, elles ne sont pas fil­trées dans l’eau ou dans l’air et se répandent direc­te­ment dans la nature

III) Enjeux

Les nano­par­ti­cules repré­sentent un domaine est en pleine effer­ves­cence. De nou­velles nano­par­ti­cules sont régu­liè­re­ment syn­thé­ti­sées et que celles-ci démontrent sou­vent des pro­prié­tés phy­siques, chi­miques et élec­triques excep­tion­nelles.

On retrouve les nano­ma­té­riaux pour l’innovation dans le sec­teur indus­triel, ce sont des maté­riaux natu­rels, for­mé acci­den­tel­le­ment ou manu­fac­tu­rés qui contiennent de par­ti­cules libres, sous forme d’agrégat ou d’agglomérat et dont au moins 50% des par­ti­cules pré­sentent une ou plu­sieurs dimen­sions externes se situant entre 1 nm et 100 nm dans la répar­ti­tion numé­rique par taille.

On uti­lise notam­ment la nano­tech­no­lo­gie dans le sec­teur médi­cal par exemple avec le micro envi­ron­ne­ment des tumeurs : L‘environnement autour des cel­lules tumo­rales est dif­fé­rent de celui des cel­lules nor­males. Les cel­lules can­cé­reuses se mul­ti­plient assez rapi­de­ment, et par consé­quent, elles ont besoin de beau­coup plus d‘oxygène et élé­ments nutri­tifs. Pour avoir plus d‘énergie, les cel­lules tumo­rales uti­lisent la gly­co­lyse, ce qui crée un envi­ron­ne­ment acide. Des nano­par­ti­cules pH-sen­sibles peuvent être uti­li­sés pour cibler ces cel­lules. Ce type de nano­par­ti­cules serait stable au pH phy­sio­lo­gique de 7,4, mais elles se dégra­de­raient dans le milieu acide des tumeurs, libé­rant ain­si le prin­cipe actif. 

On recon­naît éga­le­ment les avan­tages de l’utilisation de l’or comme agent de contraste dans le trai­te­ment des can­cer. La pré­sence des nano­par­ti­cules d’or per­met de réduire de façon consi­dé­rable le temps d’exposition aux rayons et par la même occa­sion les dom­mages cau­sées par l’irradiation sur les tis­sues envi­ron­nants. Un autre avan­tage de l’utilisation des nano­par­ti­cules Au@DTDTPA-Gd réside dans le fait que ces par­ti­cules peuvent être éli­mi­nées faci­le­ment grâce au sys­tème rénal et aucune accu­mu­la­tion dans le sys­tème immu­ni­taire n’a été consta­tée.

Sources : 

http://​www​.nove​thic​.fr/​l​e​x​i​q​u​e​/​d​e​t​a​i​l​/​n​a​n​o​p​a​r​t​i​c​u​l​e​s​.​h​tml

https://​www​.irsst​.qc​.ca/​m​e​d​i​a​/​d​o​c​u​m​e​n​t​s​/​P​u​b​I​R​S​S​T​/​R​-​646​.​pdf

http://​www​.inrs​.fr/​r​i​s​q​u​e​s​/​n​a​n​o​m​a​t​e​r​i​a​u​x​/​t​e​r​m​i​n​o​l​o​g​i​e​-​d​e​f​i​n​i​t​i​o​n​.​h​tml

https://​fr​.wiki​pe​dia​.org/​w​i​k​i​/​N​a​n​o​p​a​r​t​i​c​ule

https://​tel​.archives​-ouvertes​.fr/​t​e​l​-​00838627​/​d​o​c​u​m​ent

https://​www​.eco​lo​gique​-soli​daire​.gouv​.fr/​n​a​n​o​m​a​t​e​r​i​aux

http://​veille​na​nos​.fr/​w​a​k​k​a​.​p​h​p​?​w​i​k​i​=​Q​u​e​l​l​e​s​N​a​n​o​A​l​i​m​e​n​t​a​t​ion

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