Articles du Professeur

Article du Dr. Abdul Karim Hamoud Assaf

Intitulé

Pourquoi le nano ?

     Les matériaux, lorsqu'ils diminuent pour atteindre la taille nanométrique (100-1) nanomètres, se comportent différemment et souvent de manière meilleure que dans leur forme massive (taille moléculaire normale), ce qui est dû à plusieurs facteurs des nouvelles propriétés qui apparaissent dans plusieurs domaines à l'atteinte de la taille nanométrique, parmi lesquelles : la réactivité chimique, la conductivité électrique, le comportement optique, la résistance mécanique..

       En raison de plusieurs raisons, les plus importantes étant:

1. La dimension nanométrique, qui entraîne l'apparition de nouveaux comportements de la matière, où les lois classiques ne s'appliquent pas entièrement aux dimensions nanométriques. En d'autres termes, domination des effets quantiques. (Quantum Effects)
   À des dimensions nanométriques, le mouvement des électrons devient confiné, ce qui donne lieu à des phénomènes tels que.: Changement des propriétés optiques (changement de couleur avec la taille) et probabilité d'apparition du phénomène de tunneling quantique, et ici se pose la question : quelle est la cause de ce phénomène ? Nous répondons en disant : parce que les particules fines ont une nature ondulatoire, la fonction d'onde ne s'annule pas soudainement à la barrière mais diminue à l'intérieur, donc si la barrière est très fine (comme dans les dimensions nanométriques), il y a une probabilité que la particule apparaisse après la barrière..
2. Augmentation de la surface spécifique de manière significative par rapport au volume du matériau. En d'autres termes, augmentation du pourcentage d'atomes présents à la surface et étant non saturés, ce qui leur confère une activité et une réactivité élevées..
3. L'effet quantique : c'est-à-dire que la particule peut être dans plusieurs états en même temps, comme la capacité de la particule à exister dans plusieurs états en même temps. (La superposition quantique) Ou l'association de deux corps ensemble, quelle que soit la distance entre eux) L'intrication quantique) Ou même changer le comportement de la particule lorsqu'elle est observée, de sorte que les électrons deviennent confinés et que les niveaux d'énergie sont séparés, ce qui entraîne un changement de la bande interdite et donc un changement des propriétés optiques et électriques..
4. Augmentation des défauts cristallins en raison de limites granulaires plus nombreuses, ce qui affecte les propriétés mécaniques, chimiques et électriques..
5. Changement de la structure électronique, c'est-à-dire changement de l'arrangement atomique et différence de distribution des électrons..
6. L'effet de la taille et de la forme nanométrique, chacun ayant son propre impact..

       Il convient également de noter que les matériaux nanométriques sont pour la plupart influencés par le milieu chimique, les champs électromagnétiques et la température, nous constatons que les matériaux nanométriques entrent et ont déjà pénétré de manière efficace et frappante dans de vastes domaines d'application, parmi lesquels.:

• La médecine et les applications biotechnologiques, un exemple de cela : la délivrance ciblée de médicaments, le traitement du cancer, le diagnostic médical précoce, l'imagerie médicale, l'ingénierie tissulaire et le renouvellement des tissus, les vaccins et la thérapie génique, entre autres utilisations..
• L'énergie renouvelable se manifeste par l'amélioration de l'efficacité, la réduction des coûts et l'augmentation de la durabilité..
• L'électronique et les technologies de l'information se concentrent sur la miniaturisation des appareils, l'augmentation de la vitesse, la réduction de la consommation d'énergie et l'augmentation de la capacité de stockage..
• La catalyse chimique et industrielle, comme la réduction de la consommation de matériaux précieux et l'amélioration de la sélectivité (diriger la réaction pour produire un matériau spécifique).).
• Les matériaux avancés dans tous les domaines de l'ingénierie en raison du contrôle précis qu'ils offrent sur les propriétés et de l'amélioration des performances..
• L'agriculture et la sécurité alimentaire sont considérées comme l'une des technologies modernes les plus importantes pour augmenter la production agricole, améliorer la qualité des aliments et réduire le gaspillage tout en préservant l'environnement, comme les engrais nanométriques, les pesticides nanométriques et le diagnostic des maladies des plantes..
• La détection et la mesure à distance, par exemple, une sensibilité extrême pour détecter : les gaz toxiques, les polluants environnementaux, et les signaux chimiques et biologiques..
• Protection de l'environnement et traitement des polluants aquatiques, comme la désinfection de l'eau et l'élimination des polluants de toutes sortes..

    De ce qui précède, nous voyons que la science des technologies nanométriques a de vastes perspectives d'application dans de nombreux domaines, elle pourrait être un pilier du développement dans l'ensemble des domaines de la vie et à tous les niveaux..