Dossier

Nanosciences et nanotechnologies, au cœur de l’innovation

Les nanosciences et les nanotechnologies révolutionnent la recherche en manipulant la matière à l’échelle nanométrique, proche de l’atome. Elles ouvrent des perspectives novatrices dans divers domaines tels que les matériaux, la médecine, l’électronique et l’énergie.

Microrobots optiques conçus par l'ISIR pour manipuler des cellules
Microrobots optiques conçus par l'ISIR pour manipuler des cellules

© Edison GERENA / ISIR-UPMC / CNRS Images

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Les nanosciences et les nanotechnologies connaissent depuis les années 1990 un formidable essor, grâce au développement de nouveaux outils d’élaboration, d’observation et d’analyse. Le terme « nano » est utilisé en référence à l’échelle du nanomètre.

Les nanosciences s’intéressent à l’étude des propriétés et des phénomènes à l’échelle nanométrique. A cette échelle, les propriétés physiques, chimiques et biologiques des matériaux peuvent être différentes de celles à grande échelle (effets de taille, effets quantiques, etc.). Comprendre ces phénomènes sous-tend une approche interdisciplinaire, combinant des domaines tels que la physique, la chimie, la biologie et la science des matériaux.

Les nanotechnologies sont la formalisation des concepts et procédés des nanosciences en vue d’applications. Elles permettent par exemple la création de nanomatériaux, comme les nanotubes de carbone et les nanoparticules, qui ont des propriétés uniques en raison de leur taille. Elles sont également à la base de développements tels que les nanocapteurs pour la détection de substances chimiques ou biologiques, les nanomédicaments pour des traitements ciblés, et les nanocomposites pour des matériaux plus légers et plus résistants.

Découvrez en images l’étendue des recherches menées en nanosciences et nanotechnologies dans les laboratoires du CNRS.

Mots clés : nanosciences, nanotechnologies, nanomètre, matériaux, électronique, nano-objet, médecine

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Au laboratoire CEMES de Toulouse, des chercheurs préparent la première course internationale de voitures-molécules, la NanoCar Race. Positionnées sur la ligne de départ, face à un circuit construit atome par atome sur une surface d'or, les nano-cars, qui ne font que quelques nanomètres de longueur, seront bientôt prêtes à démarrer, activées par de brèves impulsions électriques. A terme cette compétition permettra d'améliorer les connaissances en matière de microscopie à effet tunnel.

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NanoCar Race, des molécules sur la ligne de départ
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Des cellules solaires flexibles et mille fois plus fines que les cellules du commerce en silicium, et ce avec le même rendement : c'est la prouesse de deux chercheurs du CNRS qui ont mis au point un piège pour « capturer » la lumière. A la clé, des applications sur des objets mobiles qui pourraient changer notre quotidien, comme ils l'expliquent dans ce reportage.

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Cellules solaires ultrafines (Les)
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Portrait de Carole Rossi, médaille d'argent du CNRS 2022, directrice de recherche CNRS au Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS-CNRS), spécialisée dans l'élaboration et l'étude de nanomatériaux énergétiques. Ingénieure en science des matériaux, Carole Rossi débute en 1994 un doctorat au Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes en micro-nanotechnologie. Elle propose alors d'intégrer des matériaux énergétiques dans des microsystèmes, les…

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Médaille d'argent 2022 : Carole Rossi, chercheuse en micro-nanotechnologie
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Portrait de Marco Faustini, médaille de bronze 2022 du CNRS, maître de conférences à Sorbonne Université et membre du Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP), spécialiste de la combinaison des approches bottom-up et top-down pour fabriquer de nouveaux matériaux nanostructurés pour l'énergie. Après un doctorat sur la structuration de matériaux au LCMCP, et un postdoctorat en Corée du Sud sur des systèmes microfluidiques, Marco Faustini est recruté à…

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Médaille de bronze 2022 : Marco Faustini, chimie des matériaux
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Portrait de Claire Wilhelm, médaille d'argent du CNRS 2022, Directrice de recherche CNRS au Laboratoire physico-chimie Curie au sein de l'Institut Curie - PSL, sur le site de l'Institut Pierre-Gilles de Gennes, experte en nanotechnologies, biophysique et biomédecine. Avec un sens du collectif au coeur de ses travaux, Claire Wilhelm développe une recherche interdisciplinaire entre la biophysique cellulaire et tissulaire, la bio-ingénierie et la nanomédecine, avec comme ligne…

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Médaille d'argent 2022 : Claire Wilhelm, biophysique et nanotechnologies pour le vivant
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Pour sculpter la matière à l'échelle du nanomètre, c'est à dire 10.000 fois plus petit qu'un cheveu, les physiciens ont besoin de salles isolées de toute perturbation. Chaque poussière ou infime vibration peut compromettre leur travail. Entrez dans l'une des plus grandes salles blanches d'Europe, au C2N,Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies près de Paris. Les scientifiques mettent à l'épreuve les théories quantiques, observent les propriétés physiques des matériaux pour inventer les…

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C2N, sculpter la matière
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Aujourd'hui, 90 % des médicaments, dont près de 40 % des anticancéreux, se dissolvent de manière non-satisfaisante, ce qui gêne leur absorption et impose des doses élevées. Face à ce défi, Denis Spitzer a inventé au laboratoire Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes (CNRS/Institut franco-allemand de recherches Saint Louis/Université de Strasbourg) deux procédés qui facilitent l'étude, la formulation et la production de particules d'une taille en-dessous du micron qu'aucun…

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Médaille de l'innovation 2022 : Denis Spitzer, des procédés sans précédent pour des poudres ultrafines
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A l'occasion de la remise de la médaille de l'innovation 2019 du CNRS, retour sur le parcours d'Orphée Cugat, chercheur en génie électrique. Chercheur CNRS au Laboratoire de génie électrique de Grenoble, il explore le magnétisme dans les milli- et microsystèmes. Inventeur-né, Orphée Cugat a d'abord été formé comme ingénieur généraliste aux Arts et Métiers, il s'oriente finalement vers une thèse, puis effectue un post-doctorat en Irlande. À Grenoble, son groupe amorce le développement de…

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Orphée Cugat, lauréat de la Médaille de l'innovation 2019
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Nora Dempsey, directrice de recherche à l'Institut Néel du CNRS, est spécialiste des matériaux et passionnée de magnétisme. Elle a à coeur que ses recherches « aident à résoudre des problématiques à fort impact sociétal ». Irlandaise d'origine, Nora Dempsey a été recrutée au CNRS en 2001. Elle a acquis une renommée internationale en développant des procédés de synthèse de micro-aimants haute performance, dont elle contrôle la structure magnétique à différentes échelles. Ce savoir-faire, la…

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Médaille de l'innovation 2021 : Nora Dempsey, chercheuse à l'Institut NEEL
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Portrait de Philippe Goldner, médaille d'argent du CNRS 2022, directeur de recherche CNRS à l'Institut de recherche de chimie Paris, spécialiste des matériaux pour les technologies quantiques optiques et des cristaux dopés aux terres rares. Philippe Goldner étudie les états quantiques optiques et de spin dans des cristaux dopés par des terres rares. Ces matériaux, aux propriétés exceptionnelles, trouvent des applications dans les communications et les processeurs quantiques…

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Médaille d'argent 2022 : Philippe Goldner, matériaux pour les technologies quantiques

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.