Tel que dit lors de l�introduction, le pionnier des nanotechnologies se nomme Richard Feynman. Il a propos� en 1959 qu�un robot de taille conventionnelle construise une copie conforme de lui-m�me de taille dix fois moindre. Le robot ainsi con�u construira � sont tour un robot dix fois plus petit que lui. On reproduit ce processus jusqu�� ce qu�un robot atteigne la taille d�un atome ou d�une mol�cule. Car selon Richard Feynman, si des milliards de robots �taient ainsi form�s, on pourrait les programmer afin qu�ils travaillent conjointement � la confection d�objets. On part de l�infiniment petit pour en arriver � un objet industriel utilis� dans la vie quotidienne. Voil� bri�vement en quoi se r�sume la vision futuriste de Richard Feynman.
1.2 Le microscope � effet tunnel
Il ne faudrait pas oublier qu�une part du m�rite revient aussi aux scientifiques Gerd Binning et Heinrich Rohrer puisqu�en 1981, ils inventent le microscope � effet tunnel (STM en anglais) et le microscope � force atomique (AFM en anglais) quatre ans plus tard. C�est le microscope � effet tunnel qui est le plus courrament utilis� pour percevoir les atomes dans des dispositifs con�us par des nanotechnologistes. Cet instrument conduit � l�observation de particules � l��chelle atomique, soit au milliardi�me de m�tre. Cette d�couverte a valu aux chercheurs d�IBM le prix Nobel de physique.
Quant � son fonctionnement, le STM est muni d�un palpeur, d�une pointe extr�mement fine qui balaie la surface de l��chantillon �tudi� et tient compte des d�nivellations. De plus, un syst�me de positionnement pr�cis est employ� afin qu�un ordinateur puisse enregistrer la hauteur de la pointe en fonction du temps. Ainsi, on peut reconstituer la surface de l��chantillon et distinguer les particules.
En r�sum�, le microscope � effet tunnel est tr�s �volu� et est indispensable � la recherche dans le domaine des nanotechonologies.
1.3 Les principes de base
Premi�rement, une des r�gles de base en nanotechnologie est que, plus la taille d�une particule diminue, plus sa r�sistance augmente (inversement proportionnelle). Cela nous permet, � l��chelle nanom�trique seulement, de d�celer de nouvelles propri�t�s et de nouvelles fonctions attribuables au nanomat�riau. La th�orie qui explique le comportement de la mati�re � cette �chelle se nomme la m�canique quantique, par opposition � la m�canique classique. Par exemple, l�argent au stade de l�infiniment petit, pr�sente des propri�t�s antibact�riennes puissantes non-observables � notre �chelle. Ce ph�nom�ne est exploit� dans la conception de nouvelles technologies et de nouveaux mat�riaux de l�ordre de 1 � 100 nanom�tres afin d�en accro�tre le rendement et la fiabilit�. Modifier la mati�re en lui conf�rant de nouvelles propri�t�s est le principe fondamental utilis� en nanotechnologie.
1.4 Les nanomachines
Premi�rement, les nanomachines, de l�ordre du microm�tre, travailleraient directement sur les atomes et les mol�cules pour construire ou d�truire des objets. On retrouve parmi les exemples les plus courants les t�l�phones, les ballons de soccer, les v�los, les voitures, les avions, les ordinateurs, les processeurs et les navettes spatiales. Les co�ts de fabrication seraient moindres que ceux exig�s de nos jours pour des marchandises plus compactes et plus performantes. Cependant, leur existence semble th�orique puisqu�il est impossible acuellement de les alimenter �nerg�tiquement. Aucun type de carburant n�a �t� envisag� ; leur taille nous causant probl�me.
L�un des oblectifs premiers des nanomachines est de cr�er des fibres plus fortes. On �voque m�me le fait qu�un jour des diamants puissent �tre fabriqu�s, ainsi que de l�eau et de la nourriture. Un surplus de nourriture aiderait � contrer la famine. La nanotechnologie fera en sorte qu�on puisse mettre des trillions d�octets d�information dans un cube d�un millim�tre d�ar�te.
1.5 Les domaines de recherche et leurs applications
Pr�sentement, les recherches sont cat�goris�es comme suit : mat�riaux, dispositifs �lectroniques et nanobioscience. Ils pr�sentents tous un objectif commun, celui de concevoir un produit sc�cifiquement adapt� � une situation donn�e afin d�en maximiser le rendement et la performance. Cependant, les co�ts �lev�s de fabrication de mat�riaux ne permettent pas aux soci�t�s actuelles de b�n�ficier pleinement de tous les avantages reli�s aux nanotechnologies.
15.1 Mat�riaux
Le premier secteur des nanotechnologies est repr�sent� par les mat�riaux. Leurs utilisations se font ressentir notamment dans les industries automobiles et a�ronautiques o� les mat�riaux sont renforc�s par des nanoparticules plus l�g�res formant une barri�re aux gaz et � l�eau et avec un indice d�nflammabilit� diminu�.
Parmi les multitudes d�utilisations des mat�riaux massifs et composites, des pare-chocs plus r�sistants, des pneux recyclables et plus durables, et des articles de sports plus l�gers et plus solides sont autant d�exemples de la vie courante.
Le deuxi�me objet de recherche des mat�riaux consiste aux rev�tements et aux couches minces. Notamment, leurs utilisations sont pr�sentes dans les outils de coupe, dans les peintures antitache et anti�gratignure, et dans les �lectrodes pour piles � combustion. Ce domaine d�application est employ� principalement dans l�industrie des mat�riaux. Certainement, une m�me industrie peut avoir recours � plusieurs propri�t�s des nanotechnologies � la fois.
Puis, c�est dans les cr�mes solaire, dans les produits cosm�tiques et dans les catalyseurs que l�on retrouve les poudres et les particules en suspension. C�est l�industrie chimique qui fait appel aux catalyseurs afin d�augmenter l�efficacit� �nerg�tique des usines de transformation chimique tout en diminuant la pollution engendr�e par les moteurs.
15.2 �lectronique
La deuxi�me cat�gorie revient aux dispositifs �lectroniques dont leurs march�s ne cessent de s��largir. C�est ce secteur de l�industrie qui accapare le nombre le plus �lev� de chercheurs (39%) et dont les r�percussions bouleverseront le plus notre monde de demain. En effet, parmi les produits les plus courants, on retrouve les puces �lectronqiues, les transistors organiques de nanotube de carbone plus petit et plus efficace, et l�ordinateur quantique. Tous ces produits poss�dent des composants miniaturis�s ainsi qu�une vitesse d��x�cution accrue, ce qui r�duit l��nergie consomm�e.
15.3 Nanobiosciences et nanorobots
Enfin, on retrouve en dernier les nanobiosciences. Celles-ci peuvent hausser l�efficacit� des traitements m�dicaux tout en d�tectant des maladies et infections � un stade plus pr�coce. Les nanorobots se chargeront d�attaquer les cellules canc�reuses. De plus, la fabrication de proth�ses mieux adapt�es au patient est un autre bienfait des nanotechnologies li� aux biotechnologies. Bien entendu, ce sont les industries pharmaceutiques et de soins de sant� qui profitent des avantages des nanobiosciences. Entre autres, on retrouve des mat�riaux de remplacement biocompatibles avec les organes humains, des autodiagnostics � domicile ainsi qu�un syst�me d�administration de m�dicaments dans une r�gion cibl�e du corps. En ce qui touche les soins de sant�, les nanorobots pourront, une fois programm�s, ralentir le processus de viellissement. Ils pourront aussi effectuer des chirurgies et hausser du m�me coup leurs pr�cisions et leurs efficacit�s. De plus, leurs propri�t�s leurs permettront de transformer l�apparence physique d�une personne. Par exemple, ils d�placeraient les atomes de telle sorte que ceux du nez, des oreilles et de la couleur des yeux soient tous modifi�s. � l�heure o� les produits cosm�tiques et les chirurgies esth�tiques sont de plus en plus pris�s par la population ais�e, cette part du march� devient tr�s attrayante pour cette industrie.
15.4 Autres secteurs
Bien s�r, des secteurs comme celui de l��nergie pourront eux aussi b�n�ficier des nanotechnologies. De nouveaux types de batteries verront le jour tout comme la cr�ation d��nergie de mani�re �cologique en utilisant la photosynth�se artificielle.
D�un point de vue environnnemental, l�assainissement de l�eau des pays du tiers-monde ainsi que l��limination de d�chets toxiques seront rendus possible gr�ce � cette technologie �mergente. Les nanorobots pourront reconstruire la couche d�ozone de mani�re � avoir un impact positif dans notre milieu de vie, en plus de neutraliser instantan�ment tout d�versement p�trolier. Au Qu�bec, par exemple, o� l�on vit une crise dans l�industrie foresti�re, il sera possible de cr�er du papier plus r�sistant avec moins de fibre de bois. Certains vont jusqu�� penser qu�il sera probable de fabriquer, � l�aide de nanomachines, des ressources naturelles comme les arbres, le p�trole, le gaz naturel, etc. Notre d�pendance envers des ressources non-renouvelables pourrait grandement diminuer avec les nanotechnologies.
De plus, le secteur manufacturier ne sera pas en manque. De nouveaux outils et processus pour manipuler la mati�re � l��chelle atomique et des senseurs capables de d�tecter des bris et de les r�parer lui seront mis � sa disposition.
1.6 Constats g�n�raux
Bref, tous les usages mentionn�s ci-haut relatifs aux nanotechnologies vont permettre une am�lioration notable de la productivit� et du rendement et baisser les co�ts de production. Donc, il est certain que les nanotechnologies apporteront de nouvelles solutions face � de multiples enjeux d�ordre �conomique ou environnemental et qu�il faudra y rem�dier en temps et lieux. Les secteurs d�application des nanotechnologies, �tant r�partis dans un �ventail d�industries, procureront � la population une gamme de biens et services de plus en plus fiables et concurrentiels.
16.1 Domaine militaire
Cependant, comme dans tous les cas, les bienfaits de nouvelles d�couvertes peuvent, en les surexploitant, �tre per�us comme n�fastes. En effet, lorsque leurs domaines d�utilisation se m�lent avec le domaine militaire (s�curit� nationale), ils peuvent facilement tomber du cot� de l�armement et ceci repr�sente un danger imminent autant pour l�homme que pour la nature. Cependant, les gouvernements pr�tendent cr�er avec les nanotechnologies des tissus intelligents capables de se fondre dans le paysage, de d�tecter la pr�sence d�agents chimiques et biologiques et d�en neutraliser les effets. L�inconv�nient, c�est que certains gouvernements voient en la nanotechnologie ses effets d�vastateurs qu�elle peut engendrer et voudront s�en servir pour an�antir l�ennemi. En se r�f�rant � l�Histoire et � la premi�re bombe atomique largu�e en 1945, on se rend compte de la nocivit� que peuvent engendrer de pareilles d�couvertes. Et c�est le potentiel militaire des nanotechnologies qui explique la r�ticence de certaines personnes � les accepter dans un avenir proche.
1.7 Les risques associ�s aux nanotechnologies
Puis, comme tout nouveau produit, il y a toujours des risques lors de la premi�re utilisation. � ce jour, la communaut� internationale est inconsciente des inconv�nients et des r�percussions que cela occasionnerait et doit se montrer prudente. Car qu�adviendra-t-il � court et long terme des nanomat�riaux, une fois rel�ch�s dans la nature? Avant de commercialiser les produits d�riv�s des nanotechnologies, il faudra mesurer avec pr�cision les effets toxiques possibles des nanoparticules autant dans la nature que dans le corps humain.
De plus, puisque la mati�re est compos�e d�atomes, il devient inqui�tant de savoir que l�homme pourra peut-�tre un jour manipuler ces atomes directement. Cette r�volution sera lourde de cons�quences puisque la mati�re � l��tat pur en sera modifi�e. Pensez aux changements que l�homme effectuerait � son environnement. Leurs usages, seront-ils appropri�s ou nocifs ?
Un autre point important � signifier est que les nanorobots pourraient �ventuellement se reproduire � la m�me vitesse que les cellules de notre corps. Cette rapidit� de production � l�infini inqui�te certains sp�cialistes pessimistes � l�avenir des nanotechnologies. Qui sait s�ils ne d�voraient pas tout sur leur passage tels les plantes, les animaux et les humains ? En fait, le domaine des nanomachines et des nanorobots contient plus de questions que de r�ponses � notre stade de recherche. Alors que certains pensent aux nanomachines dans un futur rapproch�, d�autres pr�tendent qu�ils n�existeront jamais.
Force est de constater que l�humain repousse continuellement les limites de la nature et de l�instrumentalisation, mais, ira-t-il trop loin?