Statistiques mondiales écologiques en temps réel*

Production mondiale de fullerènes

Qu'est-ce que les fullerènes ? 

Harrold Kroto et Robert Curl ont reçu le Prix Nobel pour leur découverte des fullerènes de carbone

Fullerènes et nanotubes

En 1985, trois chercheurs, Richard Smalley, Robert F. Curl) et Harold W. Kroto découvraient une nouvelle forme allotropique du carbone, la molécule C₆₀ constituée de 60 atomes de carbone répartis sur les sommets d’un polyèdre régulier formé de facettes hexagonales et pentagonales. Chaque atome de carbone a une liaison avec trois autres. Cette forme est connue sous le nom de buckminsterfullerène ou buckyball et doit son nom à l’architecte et inventeur américain Richard Buckminster Fuller qui a créé plusieurs dômes géodésiques dont la forme est analogue au C₆₀.

La famille des fullerènes est composée de différentes molécules de soixante atomes de carbone ou plus formant une structure de type ballon de football. Le matériau, mesurant environ 0,7 nm, est connu, entre autres, pour ses propriétés d'absorption de la lumière ainsi que pour d'autres propriétés qui laissent présager de nombreuses applications en médecine et en sciences environnementales.

Plus généralement, les fullerènes dont fait partie le C₆₀, sont une nouvelle famille de composés du carbone. Non équilatéraux, leur surface se compose d’une combinaison d’hexagones et de pentagones à l’instar des facettes d’un ballon de football. Cette disposition leur confère des structures toujours fermées en forme de cage de carbone. Il fallut néanmoins attendre 1990, pour que Huffman et Kramer de l’Université de Heidelberg, mettent au point un procédé de synthèse permettant l’obtention de ces molécules en quantités macroscopiques. Les nanotubes ont été identifiés six années plus tard dans un sous-produit de synthèse des fullerènes (source :wikipedia)

Qu'est ce qu'un nanotube de carbone ?

Les nanotubes de carbone, découverts en 1991, forment l'un des quatre états organisés connus du carbone sur Terre, avec le graphite, le diamant et les fullerènes (molécules en forme de ballons de football). Ils sont formés d'une ou plusieurs parois concentriques où les atomes de carbone sont organisés en réseaux d'hexagones. Leurs dimensions vont de quelques microns à quelques dizaines de microns de longueur et leur diamètre est inférieur à quelques nanomètres. Ils sont employés dans diverses applications, principalement pour leurs propriétés mécaniques et électriques.

Modélisation d'un nanotube de carbone bi-paroi  image CNRS

>Le carbone est le quatorzième des éléments de la surface de la Terre classés par ordre d'abondance décroissante. Il constitue environ 0,9 p. 100 en masse de la lithosphère et de l'hydrosphère réunies. Certains échantillons, graphite et diamant, existent à l'état naturel sous forme cristallisée et dans un très grand état de pureté.

La grande majorité des composés du carbone relèvent de la chimie organique ; seuls seront examinés dans cet article des composés minéraux : oxydes et leurs dérivés, carbures métalliques et composés d'insertion, composés azotés.

La production mondiale de fullèrenes ou des nano-tubes de carbone

La production mondiale de nanotubes de carbone atteint aujourd'hui plusieurs centaines de tonnes par an : ils sont présents dans les écrans plats, les pneumatiques, l'industrie automobile (Renault et Peugeot expérimentent des nanotubes de carbone en renfort des pièces de carrosserie), les articles de sport (le premier cadre de vélo comportant des nanotubes de carbone concourrait au dernier tour de France)... Cependant, l'étude des effets sur la santé humaine est encore très embryonnaire et leur impact sur l'environnement demeure à ce jour quasiment inexploré.

http://www2.cnrs.fr

Loin derrière les trois grands des nanotechnologies (Chine, États-Unis, Japon), la France qui se situe au 5ème rang de la production mondiale, est en retrait en matière de brevets.

De nouveaux matériaux aux propriétés uniques 

Une nouvelle révolution industrielle s’amorce autour des nanotechnologies. L’engouement, maintenant planétaire, se traduit par des investissements annuels de plusieurs milliards de dollars en recherche et développement (R-D). Dans un contexte où les technologies actuelles permettent de manipuler la matière et de synthétiser des produits à l’échelle atomique, les nanoparticules démontrent des propriétés totalement différentes des produits de même composition mais de plus forte taille. L’ère des nanomatériaux et des nanotechnologies nous promet des développements et des percées scientifiques majeures qui affecteront de façon permanente le quotidien de chacun dans un avenir rapproché. Plusieurs de ces produits sont déjà utilisés et de nombreux organismes estiment un marché mondial annuel de l’ordre de 1 000 milliards de dollars américains dès 2015. Bienvenue dans le nanomonde où tout se passe à l’échelle du nanomètre (nm), soit le milliardième de mètre (10-9 m).  

Les nanotechnologies couvrent un large domaine multidisciplinaire où les activités de recherche et d’implantation industrielle se sont développées extrêmement rapidement au niveau mondial au cours de la dernière décennie. Des physiciens, chimistes, biologistes, ingénieurs, électroniciens et divers spécialistes des matériaux, de procédés et d’applications travaillent conjointement sur des objets de dimensions nanométriques. Les nanoparticules peuvent être produites par toute une série de procédés chimiques, physiques ou biologiques parmi lesquels certains sont totalement nouveaux et innovateurs alors que d’autres existent depuis fort longtemps.  

En effet, de nouvelles technologies permettent de construire des matériaux, atome par atome, ce qui leur confère souvent des propriétés fort différentes des matériaux usuels. Les nanoparticules et les nanotechnologies ne représentent pas uniquement une autre étape vers la miniaturisation. À cette échelle, le comportement des particules est dominé par les effets quantiques. Celles-ci peuvent être confinées dans une petite structure, présenter de grandes fractions surfaciques et démontrer toute une série de phénomènes et de propriétés uniques, non rencontré.

Les fullerènes

 Les nanotubes de carbone 

 Les nanomousses de carbone

 Les puits quantiques 

 Les dendrimères_

 Autres nanoparticules

En janvier 2003, un rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques réclamait déjà un appui des pouvoirs publics français dans la recherche en nanotechnologie et proposait de mettre en place un crédit d’impôt recherche significatif. Claude Saunier, sénateur des Côtes d’Armor et rapporteur du texte, soulignait alors qu’il « faut prendre conscience que les nanotechnologies devraient stimuler la croissance économique mondiale dans les dix à quinze années à venir et que la France ne doit pas être exclue de cette révolution ».

sources  sur les nanotechnologies et les fullerènes :

http://www.irsst.qc.ca/media/documents/pubirsst/r-455.pdf, projet carbio, cnrs

Statistiques écologiques mondiales