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.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

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