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.
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
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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.
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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.novethic.fr/lexique/detail/nanoparticules.html
https://www.irsst.qc.ca/media/documents/PubIRSST/R-646.pdf
http://www.inrs.fr/risques/nanomateriaux/terminologie-definition.html
https://fr.wikipedia.org/wiki/Nanoparticule
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00838627/document
https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/nanomateriaux
http://veillenanos.fr/wakka.php?wiki=QuellesNanoAlimentation
