LA NATURE À DIFFÉRENTES ÉCHELLES : LES NANOMATÉRIAUX ET LEURS ASSEMBLAGES

Le terme des nanomatériaux est générique. Bien qu'il semble être très précis, ce terme mentionne des éléments de tailles très diverses. En effet, un élément de la taille du nanomètre (10-9m) est un nanomatériau. Cependant, un élément d'un micromètre (10-6m) est souvent considéré comme un nanomatériau (1000 nm). Or les propriétés, d'un même matériau, de taille nanométrique et micrométrique diffèrent. Après avoir passé en revue quelques différences de propriétés en fonction de la taille du nanomatériau, nous considérerons leurs applications qui, elles aussi, diffèrent. Des nanocristaux de taille uniforme sont susceptibles de s'auto-assembler selon une structure cristalline bien définie. Tout se passe comme si les atomes sont remplacés par des nanomatériaux. Du fait des différences de tailles entre un atome (10-15m) et un nanomatériau (10-9m), la taille de la maille cristalline n'est pas du même ordre de grandeur. Ces cristaux colloïdaux ont une taille supérieure à plusieurs micromètres. Leurs propriétés ne sont ni celles des nanomatériaux les constituants, ni celles du même matériau à l'état massif. Elles sont propres à l'assemblage mais conservent celles de l'élément qui le constitue : le nanomatériau. Ce sont des propriétés collectives : chaque nanocristal voit ses propriétés perturbées par la présence des nanocristaux voisins. Cependant, il s'avère que de nombreuses propriétés de ces assemblages présentent une grande similitude à celles observées pour des cristaux atomiques. La jonction des propriétés spécifiques des nanomatériaux et de leurs assemblages ouvre la voie à de nombreuses applications. Marie-Paule Pileni est Professeur émérite de Chimie physique à Sorbonne Université ainsi que Professeur invitée au Centre de Recherche de l'Université de Tokyo. Elle fut l'Administratrice de l'Institut Universitaire de France de 2005 à 2010 et Professeur invitée à Georgia Tech (Atlanta - USA) de 2004 à 2010. Elle reçut de très nombreux prix et vient d'être élevée à la dignité de Grand Officier de la Légion d'Honneur par décret du 29 décembre 2022.