Les nanotechnologies sont les disciplines scientifiques, théoriques et d’ingénierie associées à des constructions technologiques dont les dimensions sont mesurées en nanomètres, ou milliardièmes de mètre. Un exemple serait l’étude et l’application de nanotubes de carbone, de minuscules tubes de carbone de quelques nanomètres (environ 1/50,000 500e de la largeur d’un cheveu humain) de long, avec des longueurs allant de quelques dizaines de nanomètres à quelques millimètres. Les nanotubes de carbone sont le matériau le plus solide et le plus rigide jamais découvert sur Terre, XNUMX fois plus résistant et dix fois plus léger que l’acier.
Pour apprécier la valeur de la nanotechnologie, il faut se rendre compte que pratiquement toutes les technologies de l’histoire de la civilisation ont été construites dans l’ignorance totale de ses propriétés à l’échelle nanométrique. Cependant, ces propriétés ont une influence énorme sur les caractéristiques en vrac d’un matériau à l’échelle macroscopique. Par exemple, les armures métalliques modernes contiennent généralement des milliards de minuscules trous et déformations à l’échelle nanométrique, en raison de l’imprécision du processus de fabrication. Dans l’ensemble, ces minuscules trous diminuent considérablement la résistance du matériau, ce qui facilite la pénétration d’une balle ou d’une explosion. Si l’armure était fabriquée avec une précision à l’échelle nanométrique, elle pourrait être rendue plusieurs fois plus efficace. L’étude de ces propriétés relève du domaine des nanotechnologies.
En plus de travailler sur la façon de rendre les matériaux en vrac plus solides ou plus utiles, la nanotechnologie se concentre également sur de minuscules machines ou structures. Par exemple, les transistors de l’ordinateur que vous utilisez actuellement sont probablement distants de moins de 50 nanomètres les uns des autres, conçus pour maximiser leur espace disponible. Dans un avenir proche, les conceptions de circuits commenceront à repousser les limites de la miniaturisation en utilisant le paradigme actuel, forçant le passage à une autre approche. Les scientifiques en nanotechnologie étudient exactement cela, et des milliards de dollars sont investis dans le domaine chaque année.
Le but ultime de la nanotechnologie est un contrôle précis de la structure de la matière. Avec le dispositif de fabrication nanotechnologique ultime, on pourrait convertir la saleté en steaks fins, en utilisant des réseaux de manipulateurs à l’échelle nanométrique qui réarrangent les molécules de carbone dans le modèle approprié. Les atomes dans les deux sont les mêmes – beaucoup de carbone – simplement leur disposition est différente. La nanotechnologie avancée pourrait nous permettre de construire des dispositifs médicaux à l’échelle nanométrique qui nagent dans nos artères, éliminant la plaque et réparant les lésions tissulaires. De telles machines pourraient un jour nous permettre de vivre indéfiniment, simplement en réparant les dommages causés par le vieillissement avant qu’il n’ait la chance de s’accumuler et de devenir fatal.