Nanoscience et nanotechnologie
Les scientifiques ne sont pas unanimes quant à la définition de nanoscience et de nanotechnologie. C'est un domaine de recherche pluridisciplinaire concernant la physique, la chimie, la biologie... Cette absence de définition rigide est le signe d'une recherche jeune et en plein essor.
Pour cerner un peu les choses nous pouvons dire:
La nanoscience concerne l'étude des phénomènes observés dans des objets, des structures, des systèmes
- dont la taille est de quelques nanomètres dans au moins une des dimensions de l'espace, et
- dont les propriétés découlent spécifiquement de cette taille nanométrique (c'est à dire qu'elles sont différentes de celles d'un objet, système ou d'une structure similaire de taille plus importante).
La nanotechnologie est alors l'ensemble des techniques permettant de fabriquer, d'observer, de mesurer ces objets, structures et systèmes. C'est également le domaine concernant les applications de la nanoscience.
Richard Feynman (prix Nobel de physique en 1965) fût le premier scientifique à envisager ce qui est maintenant la réalité des nanoscience et nanotechnologie. En décembre 1959, dans un discours visionnaire prononcé lors de la conférence annuelle de l'American Physical Society, il demandait "Que se passerait-il si nous pouvions déplacer des atomes, un à un, et les assembler de la façon voulue?". Il envisageait déjà des applications. Ainsi, en écrivant des lettres minuscules avec des atomes posés sur une surface, il prédisait qu'il serait possible de faire tenir tout le contenu de l'encyclopédie Britannica sur une tête d'épingle.
Ecrire des lettres avec des atomes, il faudra attendre l'invention du microscope à effet tunnel (STM) au début des années 80 par Gerd Bining and Heinrich Rohrer du laboratoire IBM Zurich pour le réaliser. Ce microscope utilise une pointe métallique extrêmement fine qui se déplace à quelques nanomètres d'une surface. Le courant qui passe entre cette pointe et cette surface (appelé "courant tunnel") quand on applique une tension électrique permet d'imager cette surface avec une précision atomique. Ce microscope permet de "voir" les atomes de la surface. Don Eigler à IBM Almaden Research Center, a réussi à utiliser ce microscope comme une "pince à atomes". A l'aide de cette pointe très fine, il est capable de capturer un atome, de la déplacer en bougeant la pointe, puis de le relacher sur la surface à l'endroit voulu. Il a ainsi écrit le mot IBM avec 35 atomes. La prédiction de Richard Feynman était réalisée.
Depuis lors, le domaine des nanoscience et nanotechnologie n'a cessé de se développer et de se diversifier.
Un nanomètre (nm en abrégé) est une unité de mesure qui correspond à un milliardième de mètre (soit