Cet ouvrage scientifique est destiné aux jeunes chercheurs qui ont déjà suivi des cours de base en sciences des matériaux dans lesquels les concepts fondamentaux concernant les matériaux conventionnels à grains micrométriques ont été acquis. Les objectifs de ce document peuvent se résumer comme suit:
Acquérir des compétences indispensables concernant les champs pluridisciplinaires nanotechnologies et nanosciences.
Découvrir les différentes classes et formes des nanomatériaux : nanotubes, nanofibres, nanoparticules, nanostructures organisés etc.
Découvrir les applications variées et multiples des nanomatériaux dans plusieurs domaines fondamentaux.
Cet ouvrage est réparti en trois chapitres. Le premier chapitre est consacré aux champs pluridisciplinaires nanosciences et nanotechnologies. En effet, dans cette partie nous traitons les différents concepts et définitions concernant ces deux nouveaux domaines.
Le deuxième chapitre présente des aspects généraux sur les nanomatériaux; définitions, classifications, méthodes de synthèse et caractérisations. Par ailleurs, il est indispensable de connaitre, l’utilité croissante de cette nouvelle variété de matériaux.
Un aperçu sur les applications colossales des nanomatériaux dans plusieurs secteurs stratégiques, est présenté au dernier chapitre de cet ouvrage.
Table des matières
Chapitre 1. Les nanomatériaux issus de la nanotechnologie
1. Introduction
2. Avancées technologiques
3. Nanosciences et nanotechnologies
4. Définition des nanotechnologies et des nanosciences
4.1. Nanotechnologies
4.2. Nanosciences
5. Les nanosciences et nanotechnologies au quotidien
6. Conclusion
Chapitre 2. Les nanomatériaux : Aspects généraux
1. Introduction
2. Le nanomonde n’est pas nouveau
3. Définitions
4. Classifications
4.1. Selon la forme
4.2. Selon la dimension
5. Structure des nanomatériaux
5.1. Structure atomique des grains
5.2. Structure atomique des joints des grains
6. Propriétés des nanomatériaux
7. Comment obtenir un nanomatériau ?
8. Caractérisation des nanomatériaux
9. Conclusion
Chapitre 3. Les nanomatériaux : Applications
1. Introduction
2. Le secteur de l’énergie
3. Le secteur de l’environnement
4. Le secteur médical et pharmaceutique
5. La détection : Capteurs et biocapteurs
6. Le secteur de la nanoélectronique
7. Le secteur de l’industrie alimentaire
8. Le secteur de l’industrie textile
9. Le secteur de l’agriculture
10. Conclusion
Objectifs et thèmes de l'ouvrage
Cet ouvrage a pour objectif de fournir aux jeunes chercheurs une compréhension approfondie des nanotechnologies et des nanosciences, en explorant la synthèse, les caractéristiques et les applications diversifiées des nanomatériaux dans des secteurs stratégiques. La question centrale est d'analyser comment la manipulation de la matière à l'échelle nanométrique permet de développer des propriétés inédites et des solutions technologiques innovantes.
- Fondements et définitions des nanosciences et nanotechnologies.
- Classification et structure atomique des différents types de nanomatériaux.
- Méthodes d'élaboration (approches top-down et bottom-up) et techniques de caractérisation.
- Applications industrielles dans les secteurs de l'énergie, de la santé, de l'environnement et de l'électronique.
- Perspectives et enjeux de cette révolution technologique au quotidien.
Auszug aus dem Buch
1. Introduction
La nanotechnologie n’est pas nouvelle, les humains leur insu l’utilisent depuis des siècles. L’élaboration d’épées en acier, est un exemple de la nanotechnologie appliquée. En effet, l’acier est un mélange de plusieurs métaux qui sont transformés par le biais au niveau atomique par fusion [1,2].
Selon la littérature, le terme matériaux nanostructurés a été adopté et utilisé pour la première fois lors du congrés titré : "Materials with ultrafine Microstructure" qui s'est déroulé à Atlantic City l’année 1990, reliant une variété de domaines qui étudient les matériaux avec une microstructure dont la longueur caractéristique est dans la gamme de 1-100 nm [3]. En 1984, le terme «matériau nanocristallin» est apparu pour la première fois pour désigner des matériaux synthétisés par condensation en gaz inerte constitués de cristallites de taille nanométrique et compactés sous forme d’un solide poreux [4]. Les premiers résultats ont conduit les chercheurs à croire que les matériaux nanocristallins constituent une nouvelle forme de la matière jamais rencontrée auparavant. Actuellement, le préfixe "nano" est devenu sans doute le plus en vogue dans tous les domaines de la vie [3].
Résumé des chapitres
Chapitre 1. Les nanomatériaux issus de la nanotechnologie : Ce chapitre pose les bases théoriques en définissant les nanosciences et nanotechnologies, tout en retraçant les avancées technologiques majeures et leur impact dans notre vie quotidienne.
Chapitre 2. Les nanomatériaux : Aspects généraux : Ce chapitre examine la nature des nanomatériaux, leurs classifications, leur structure atomique spécifique, ainsi que les méthodes d'élaboration et de caractérisation essentielles pour comprendre leurs comportements uniques.
Chapitre 3. Les nanomatériaux : Applications : Ce chapitre détaille l'utilisation pratique des nanomatériaux dans divers domaines industriels tels que l'énergie, la médecine, l'électronique, l'alimentation, le textile et l'agriculture.
Mots-clés
Nanotechnologies, Nanosciences, Nanomatériaux, Nanoparticules, Nanotubes de carbone, Graphène, Nanostructuration, Synthèse, Caractérisation, Nanoélectronique, Nanomédecine, Effet lotus, Fullérène, Propriétés physico-chimiques, Recherche fondamentale.
Foire aux questions
De quoi traite principalement cet ouvrage ?
L'ouvrage explore le domaine des nanotechnologies et des nanosciences, en se concentrant sur les nanomatériaux, leurs propriétés exceptionnelles dues à leur échelle nanométrique et leurs applications concrètes dans divers secteurs industriels.
Quels sont les thèmes centraux abordés ?
Les thèmes incluent les définitions fondamentales, la classification par forme et dimension, la structure atomique, les approches de synthèse (descendante et ascendante), les techniques de caractérisation et l'application dans des secteurs stratégiques.
Quel est l'objectif principal de cette publication ?
Le but est de doter les jeunes chercheurs des connaissances nécessaires pour comprendre et exploiter les compétences pluridisciplinaires liées aux nanosciences et aux nanotechnologies.
Quelle est la méthodologie scientifique utilisée ?
L'ouvrage s'appuie sur une synthèse de la littérature scientifique et technique, abordant les phénomènes physiques à l'échelle nanométrique et les techniques expérimentales pour la fabrication et l'analyse de structures de 1 à 100 nm.
Quels sujets sont traités dans le corps de l'ouvrage ?
Le corps du texte traite de l'évolution historique des nanotechnologies, de la distinction entre nanosciences et nanotechnologies, des défis de structure atomique des grains et joints de grains, et des impacts dans l'énergie, la santé et l'industrie.
Quels mots-clés caractérisent le mieux ce travail ?
Les mots-clés incluent Nanotechnologies, Nanomatériaux, Nanoparticules, Recherche fondamentale, Nanoélectronique, Nanomédecine et Propriétés physico-chimiques.
Qu'est-ce que l'approche "Top-down" mentionnée dans l'ouvrage ?
L'approche "Top-down" (descendante) consiste à réduire graduellement des systèmes massifs existants pour aboutir à une échelle nanométrique, une technique souvent associée à la microélectronique.
Comment les nanomatériaux influencent-ils le secteur médical ?
Les nanomatériaux permettent le développement de la nanomédecine, incluant des médicaments ciblés, des outils de diagnostic précoce, et des procédures pour réparer les tissus ou organes endommagés.
Quel rôle jouent les joints de grains dans les nanomatériaux ?
Les joints de grains représentent une composante interfaciale désordonnée cruciale ; leur forte fraction volumique dans les nanomatériaux est à l'origine de nombreuses propriétés physiques et chimiques améliorées.
- Quote paper
- Fatma Hadef (Author), 2019, Les nanomatériaux. Matériaux du futur, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/465167
