Nanomatériaux et impact environnemental : quelques pistes de recherche sur le comportement des nanotubes de carbone dans les eaux de surface

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Ce document aborde les nanotechnologies dans un contexte environnemental. Cette nouvelle technologie, qui explore les caractéristiques de la matière à l’échelle nanométrique, concerne toutes les disciplines scientifiques. De nombreux travaux dans le domaine de la recherche industrielle et universitaire sont en cours. Le gouvernement américain, par l’intermédiaire de la "National Science Foundation", soutient financièrement les projets prometteurs, comme dernièrement la création du "Nanoscale Science and Engineering Center" à l’Université de Rice. La Mission pour la Science et la Technologie du Consulat de France à Houston est également très impliquée dans cette thématique, notamment par l’organisation d’ateliers, la rédaction de notes de synthèse et l’accueil de stagiaires.

La problématique environnementale est abordée au travers de l’étude des nanotubes de carbone dans les eaux de surface. Les eaux de surface constituent un des premiers milieux à bénéficier et nécessiter une attention particulière. En effet, se définissant comme des compartiments aquatiques ayant une surface de contact avec l’atmosphère, elles sont exposées et pré-disposées aux contaminations. Les nanoparticules présentes dans ce milieu sont d’origine naturelle ou anthropique, organiques, synthétiques ou minérales. De part leur dimension, leurs propriétés résultent d’une physique à très petite échelle où les propriétés sont fonction de la dimension ; les forces d’attraction entre ces particules deviennent importantes.

Les nanotubes de carbone sont des tubes de structure graphitique jusqu’à mille fois plus longs que larges, fermés aux extrêmités, d’un diamètre de l’ordre du nanomètre (10E-9 mètre), d’où leur nom. Plusieurs paramètres affectent les phénomènes d’agrégation physico-chimique. Ces entités chimiques étant hydrophobes, elles constituent des cibles privilégiées pour l’adsorption des composés organiques. Cependant l’association de groupements fonctionnels peut partiellement modifier leurs caractéristiques surfaciques.

Au sommaire de ce document :

1. Introduction

2. Les nanotechnologies : nanomatériaux et nanotechniques au service l’environnement ?
2.1. Définitions et domaines d’application
2.2. Méthodologie spécifique

3. L’essor des nanotechnologies aux Etats-unis
3.1. Bref historique politique et budgétaire
3.2. Université de Rice : précurseur en nanosciences
- Création du "nanoscale science and engineering center"
- Thématiques de recherche abordées au "department of environmental science and engineering"
- Collaboration avec la France
3.3. Dans le cadre de la mission pour la science et la technologie

4. Comportement des nanotubes de carbone en environnement aquatique
4.1. Les eaux de surface comme milieu récepteur
4.2. Les nanotubes de carbone : la communauté scientifique pensait connaître toutes les formes du carbone…
4.3. La théorie des processus d’agrégation physico-chimiques
- Les conditions de stabilité
- La dimension fractale
- Les cinétiques d’agrégation
4.4. Etat actuel des connaissances et perspectives de recherche

5 . Conclusions
 

Auteurs : LECOANET Hélène - DAUCHEZ Pierre - WIESNER Mark

Publié le 30/11/2001 - 28 pages - pdf 108 Ko

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