Pour notre ami microélectronicien

lien ici
Cycloparaphénylène: fabriquer des nanotubes plus efficacement
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57365.htm

Les nanotubes de carbone (Table complète - Table étendue) font très souvent parler d'eux dans le monde (Le mot monde peut désigner des nanotechnologies, et pour cause: grâce à leurs propriétés mécaniques et électroniques excellentes, ils ouvrent la voie à de nombreuses applications prometteuses. Particulièrement en nanoélectronique, pour remplacer les transistors en siliciums actuels, ou pour des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable,...) chimiques. Pour le moment, c'est la production industrielle de nanotubes qui pose problème: en effet, on ne sait pas les produire en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) suffisante, et surtout, on ne sait pas les fabriquer efficacement de manière contrôlée ou les trier sélectivement. En effet plusieurs types de nanotubes existent, et suivant leur structure ils peuvent être semiconducteurs, métalliques, à simple paroi, multi-parois. Même s'il existe des procédés pour faire le tri entre les différents types de nanotubes, cela ne suffit pas à les pousser hors du laboratoire jusque dans les processeurs de nos ordinateurs personnels.

Pourtant, à la Molecular Foundry du Lawrence Berkeley National Laboratory (Le Laboratoire national Lawrence Berkeley (Ernest Orlando Lawrence National Laboratory, anciennement Berkeley Radiation...) (il s'agit d'un laboratoire fédéral), un étudiant en post doc, Ramesh Jasti et ses collègues ont développé un anneau de molécules de benzène, qui peut être vu comme la brique de base d'un nanotube (Le nanotube est une structure cristalline particulière, de forme tubulaire, creuse et close, composée d'atomes disposés...) simple paroi. Cet anneau de molécules de benzène est une molécule dont la synthèse a été (L'été est l'une des quatre saisons des zones tempérées, traditionnellement perçue comme la plus chaude.) prouvée possible théoriquement il y a 70 ans: le cycloparaphénylène. La "naissance" de cette molécule, n'aurait pas pu mieux tomber: elle a lieu au moment où les scientifiques s'acharnent à trouver des moyens de produire des nanotubes de carbone de manière contrôlée, et d'après les chercheurs, il devrait être possible de se servir de ces anneaux nouvellement synthétisés pour créer directement en grande quantité un et un seul type de nanotubes. L'objectif final de l'équipe est de réussir à fabriquer des quantités de nanotubes à 99% du même type.


Une molécule de cycloparaphénylène



Pour synthétiser le cycloparaphénylène, l'équipe a développé un moyen relativement simple, à basse température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...). Il s'agit de réussir à courber une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations d'anneaux de benzène, qui normalement résistent à la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du...), en un anneau. Le résultat est donc ce petit anneau qui offre tant de potentiel pour les nanotubes, et qui pourrait être le déclencheur (En informatique, un déclencheur (ou trigger en anglais) est un dispositif logiciel qui provoque un traitement...) du passage de l'électronique entièrement silicium à l'électronique à base de nanotubes.

L'étude, publiée dans le Journal of the American Chemical Society a été financée en partie par le Department of Energy.

Je trouve ( Le verbe trouver peut avoir plusieurs significations ) que les parenthèses ( Le mot parenthèses peut également représenter une pause dans l'existence ) rends la lecture ( La lecture est une activité saine ) franchement pénible.

Citation :

Les nanotubes de carbone font très souvent parler d'eux dans le monde des nanotechnologies, et pour cause : grâce à leurs propriétés mécaniques et électroniques excellentes, ils ouvrent la voie à de nombreuses applications prometteuses. Particulièrement en nanoélectronique, pour remplacer les transistors en siliciums actuels, ou pour des capteurs chimiques. Pour le moment, c'est la production industrielle de nanotubes qui pose problème : en effet, on ne sait pas les produire en quantité suffisante, et surtout, on ne sait pas les fabriquer efficacement de manière contrôlée ou les trier sélectivement. En effet plusieurs types de nanotubes existent, et suivant leur structure ils peuvent être semiconducteurs, métalliques, à simple paroi, multi-parois. Même s'il existe des procédés pour faire le tri entre les différents types de nanotubes, cela ne suffit pas à les pousser hors du laboratoire jusque dans les processeurs de nos ordinateurs personnels.

Pourtant, à la Molecular Foundry du Lawrence Berkeley National Laboratory (il s'agit d'un laboratoire fédéral), un étudiant en post doc, Ramesh Jasti et ses collègues ont développé un anneau de molécules de benzène, qui peut être vu comme la brique de base d'un nanotube simple paroi. Cet anneau de molécules de benzène est une molécule dont la synthèse a été prouvée possible théoriquement il y a 70 ans : le cycloparaphénylène. La "naissance" de cette molécule, n'aurait pas pu mieux tomber : elle a lieu au moment où les scientifiques s'acharnent à trouver des moyens de produire des nanotubes de carbone de manière contrôlée, et d'après les chercheurs, il devrait être possible de se servir de ces anneaux nouvellement synthétisés pour créer directement en grande quantité un et un seul type de nanotubes. L'objectif final de l'équipe est de réussir à fabriquer des quantités de nanotubes à 99% du même type.


Pour synthétiser le cycloparaphénylène, l'équipe a développé un moyen relativement simple, à basse température. Il s'agit de réussir à courber une chaîne d'anneaux de benzène, qui normalement résistent à la courbure, en un anneau. Le résultat est donc ce petit anneau qui offre tant de potentiel pour les nanotubes, et qui pourrait être le déclencheur du passage de l'électronique entièrement silicium à l'électronique à base de nanotubes.

L'étude, publiée dans le Journal of the American Chemical Society a été financée en partie par le Department of Energy.

Interressant
Mais j'aimerais bien avoir les risques sanitaires liees aux nanotubes

Mais j'aimerais bien avoir les risques sanitaires liees aux nanotubes
C'est curieux comme remarque.
J'entends aussi ce genre de propos pour des claviers traités anti-bactériens à l'aide de nano particules d'argent.

Dans tous les cas nous ne sommes pas censés les absorber, non ? Ni par la respiration ni par osmose.

buck a écrit:

Interressant
Mais j'aimerais bien avoir les risques sanitaires liees aux nanotubes

Tu voudrais bien savoir les risques liés, c'est à dire les connaître sans les subir, non?

ji_louis, qui se la joue CARO

Michel99 a écrit:

Je trouve ( Le verbe trouver peut avoir plusieurs significations ) que les parenthèses ( Le mot parenthèses peut également représenter une pause dans l'existence ) rends la lecture ( La lecture est une activité saine ) franchement pénible.

tout à fait d'accord, et au point que parfois, on s'embrouille au niveau des accords et conjugaisons.

C'est intéressant , pour l'instant l'initiation de la croissance des nanotubes est un peu mystérieux, chaque labo a sa petite recette.
Par contre cela ne résoud pas le problème des nanotubes qui se subdivisent lors de la croissance ou le contrôle de leur longueur

buck a écrit:

Mais j'aimerais bien avoir les risques sanitaires liees aux nanotubes

J'ai assisté à des confs qui montraient que des doses massives de nanotubes et de nanoparticules (carbone ou silice) n'étaient ni cytotoxiques ni génotoxiques.
Mais comme ces structures ne sont pas (bio)dégradables dans le temps on peut se poser la question de l'utilisation industrielle...

Avoir ou savoir a peut pres kif kif, mais pour moi c'est avoir (sur papier ou autre support), pour lies en effet
En fait la peur des nano-particules c'est que a priori ca risque d'avoir des effets semblables que l'amiante. Si c'est encapsule il n'y a pas de problemes, mais lors de la fabrication ca peut poser soucis. Et puis quid des effets a longtemps au niveau des poumons ?
Je ne dit pas que je suis contre ( au contraire meme, si on veut une vrai avancee en microelectronique on y passera par la) juste que cet aspect des choses n'est pas trop connu

Trouve ceci ...

Citation :

Dangereuses, les nanoparticules de carbone ?

Plusieurs études scientifiques sérieuses ont démontré les risques sanitaires – tant pour la santé humaine que pour l'environnement - liés à l'utilisation des nanotubes de carbone.

Leurs effets seraient en effet potentiellement similaires à ceux de l'amiante. C'est dire leur toxicité. Le Haut Conseil de la santé publique (HCSP) recommande par conséquent que les travailleurs qui y sont exposés soient protégés par une forme de confinement.

Plusieurs centaines de tonnes de nanotubes de carbone sont produites chaque année dans le monde. Intégrés aux composants électroniques et à certains articles de sport, ils devraient être adoptés très prochainement par les industries automobile et aéronautique.

Invoquant le principe de précaution, le HCSP recommande que « la production des nanotubes de carbone et leur utilisation pour la fabrication de produits intermédiaires, de produits de consommation ou de produits de santé se fassent dans des conditions de confinement strict ». L'objectif ici est de tendre au maximum vers le risque zéro pour les travailleurs exposés.

Les membres du HCSP jugent également prioritaires l'identification et le rencensement des travailleurs susceptibles d'être exposés. Et plus généralement, ils recommandent « de renforcer la vigilance et la recherche sur les effets sanitaires possibles des différentes formes de nanoparticules. »

Source : Haut Conseil de la santé publique, 21 janvier 2009

si tu as le temps une conf intéressante : http://www.canalc2.tv/video.asp?idVideo=6326&voir=oui

seb613 a écrit:

buck a écrit:

Mais j'aimerais bien avoir les risques sanitaires liees aux nanotubes

J'ai assisté à des confs qui montraient que des doses massives de nanotubes et de nanoparticules (carbone ou silice) n'étaient ni cytotoxiques ni génotoxiques.
Mais comme ces structures ne sont pas (bio)dégradables dans le temps on peut se poser la question de l'utilisation industrielle...

Et pourtant la question de Buck est extrêmement intéressante!
Je m'intéresse à la question de la pharmocodynamique des particles, dont font parties les nanoparticules, depuis quelque temps. Et force m'est de reconnaitre que si on travaille énormément sur la question de les rendre plus efficace en terme de pénétration dans l'organisme (nanomédecine), la question de leur devenir dans l'organisme et de leur toxicité est absolument sous-étudiée!!
En réalité on n'en sait trop rien!
Sortir un papier comme ca n'a pas beaucoup de sens, alors je vais vous faire un résumé de ce que j'ai lu:

1) D'abord il faut savoir quelle voie d'entrée on étudie. Est-ce la voie respiratoire (poumons) ou la voie digestive (intestin)?

2) De quels nanotubes parle-t-on? Il y a les nanoparticules d'origine industrille que l'on appelle en général les UFP (ultrafine particles) et les nanoparticules synthétiques généralement appelées nanoparticles. Là dedans y a pas que des nanotubes en carbone, il y en a aussi en TiO2 j'en passe et des meilleures.

3) La toxicité d'une particule dépend de sa forme, de sa charge, de sa forme, de l'énergie de surface, de l'éventualité d'une maladie chronique (Krohn par exemple). Une particle fibreuse (rapport largeur:longueur de 1:3 ou 1:5 selon les auteurs) est presque toujours toxique car elle perfore les membranes et induit des réactions inflammatoires pouvant mener à la fibrose.

4) Etudier la pharmacodynamique d'une nanoparticule dans un organisme entier, je suppose que vous pouvez imaginer la difficulté. C'est un peu comme rechercher une aiguille dans une botte de foin. C'est probablement la raison principale pour laquelle peu d'études sont faites à ce sujet.

Maintenant les données:

1) Il semblerait que des particules inférieures à 4-5 nm de diamètre puissent être filtrées par le rein. Dans ce cas pas de problème d'accumulation.

2) Les particules les plus petites traversent les epithelia avec la plus grande efficacité. Au-delà de 100-500nm, l'efficacité est fortement réduite. Cela signifie que des particules plus grandes que 500nm ont peu de chances de traverser la barrière intestinale. Il n'en est pas de même pour le poumon, où elles peuvent au contraire engendrer de gros dégats.

3) Les nanoparticules étant par définition d'une taille <100 nm, elle passent les épithelia, notamment le poumon. (pour info le diamètre d'une vésicule de clathrine est d'environ 80 nm)

4) Une fois traversé l'épithelium, les particules peuvent jouer un rôle dans l'inflammation et le stress oxydatif.

5) En règle générale, les particules qui se retrouvent dans l'organisme (sang ou lymphe) finissent englouties par les macrophages, notamment les cellules de Kupffer présentes dans le foie. Une fois ingérées, on n'a pratiquement aucune données mais une étude non encore publiée (j'ai recu l'email de l'auteur cette semaine qui m'a dit qu'elle était acceptée) montre qu'elle peuvent y reste au moins 6 mois!!! (ca laisse le temps d'être toxique me semble-t-il).

Conclusion:

Un problème actuel, c'est que l'industrie produit des particules à une vitesse exponentielle, tandis que les recherches mettent des années et plus pour aboutir, notamment les recherche de toxicité chronique. La recherche ne peut pas suivre la diversité des particules produites.
Il existe donc un gouffre entre les résultats de toxicologie et la production industrielle.

Seb je serais curieux de savoir de quelles conférences tu parles.

Stéphane

seb613 a écrit:

si tu as le temps une conf intéressante : http://www.canalc2.tv/video.asp?idVideo=6326&voir=oui

Ce monsieur, à l'élocution assez fatiguante, signale le retard de la recherche par rapport au monde industriel. Il explique aussi que les nanoparticules peuvent remonter les nerfs (notamment le nerf optique) pour atteindre le cerveau (je l'avais lu mais j'avais oublie ce point intéressant). C'est aussi le cas pour certains virus, qui ont par ailleurs des nanotailles

Sinon je suis assez content, il dit en gros la même chose que moi

J'ai écouté que la moitié environ, mais j'écouterai le reste plus tard.

Stéphane

seb613 a écrit:

J'ai assisté à des confs qui montraient que des doses massives de nanotubes et de nanoparticules (carbone ou silice) n'étaient ni cytotoxiques ni génotoxiques.

Je te trouve trop affirmatif. Le stress oxydatif EST cytotoxique.

Stéphane

Désolé mes phrases doivent paraitrent aussi impératives que les tiennes.
On se détend on est pas sur le topic palestine
Je bosse en tant que biologiste dans un institut de physiciens, qui s'interessent aux nanoparticules et nanotubes. Dans ce cadre là j'ai vu t une conf. d'E. fléhaut qui a collaboré avec des écobiologistes sur la toxicité et l'écotoxicité des nanotubes.
Il a notamment montré l'élevage de xénopes dans une eau contenant une concentration supranormale de nanotubes (sur les photos les aquariums en étaient noirs). Les têtards avaient une physiologie normale malgrè la concentration de nanotubes dans certains organes (devenus noirs et visibles à l'oeil nue par transparence ). J'ai également en tête des expériences sur des cellules en culture en tunel (pour l'apoptose) et dosage d'interleukines (pour réaction de type inflammatoire).
Cette question est évidemment intéressante et je dois dire que j'ai été affolé en arrivant ici en voyant les gens manipuler quotidiennement des nanoparticules sans protections

Ne peut on pas comparer l'ingestion de nanoparticules avec celle des pollens?

ji_louis a écrit:

Ne peut on pas comparer l'ingestion de nanoparticules avec celle des pollens?

Les pollens non parce qu'ils ont des tailles µmétriques. A cette taille, les particules ne pénètrent pas ou très peu jusqu'aux alvéoles pulmunaires, mais sont "engluées" dans les bronches et remontent par l'ascenceur mucociliaire pour être dégluties. Par contre certaines microparticules dans l'air, notamment celles des moteurs diesel.

Stéphane

seb613 a écrit:

Désolé mes phrases doivent paraitrent aussi impératives que les tiennes.
On se détend on est pas sur le topic palestine
Je bosse en tant que biologiste dans un institut de physiciens, qui s'interessent aux nanoparticules et nanotubes. Dans ce cadre là j'ai vu t une conf. d'E. fléhaut qui a collaboré avec des écobiologistes sur la toxicité et l'écotoxicité des nanotubes.
Il a notamment montré l'élevage de xénopes dans une eau contenant une concentration supranormale de nanotubes (sur les photos les aquariums en étaient noirs). Les têtards avaient une physiologie normale malgrè la concentration de nanotubes dans certains organes (devenus noirs et visibles à l'oeil nue par transparence ). J'ai également en tête des expériences sur des cellules en culture en tunel (pour l'apoptose) et dosage d'interleukines (pour réaction de type inflammatoire).
Cette question est évidemment intéressante et je dois dire que j'ai été affolé en arrivant ici en voyant les gens manipuler quotidiennement des nanoparticules sans protections

Franchement les xénopes ne sont pas vraiment reconnus comme les modèles animaux les plus proches de l'homme. Et pour l'homme, la toxicité la plus proche de la réalité serait une toxicité par voie aérienne.
De même la culture cellulaire c'est bien, mais pas franchement le modèle idéal pour l'inflammation. L'apoptose, je joue mon joker mais je n'en pense pas moins (je pense qu'on étudie l'apoptose plus par effet de mode que par réel intérêt).
Ces écobiologistes, et c'est très noble, sont intéressés par les effets environnementaux des nanotubes, moi je me suis concentré sur la toxicité chez les animaux et l'homme.

Maintenant ma remarque n'a rien d'agressif et elle doit être prise au sérieux. Le stress oxydatif est loin d'être un évènement anodin!
Ce qui serait vraiment intéressant je trouve, c'est de faire des tests in vitro avec des macrophages.

Stéphane

le xénope est un très bon modèle de teratogénèse, c'est pas à toi que j'apprendrai qu'une grande partie de ce qu'on sait en embryologie est issu d'expériences chez le xénope
Tous les modèles sont criticables mais chacun apporte sa petite contribution.

C'est d'ailleurs épineux de choisir un modèle de part la diversité des nanoparticules que t'as souligné. Pour les nanotubes notamment c'est assez difficile de calibrer la longueur lors de la croissance. Au sein de la même production tu peux avoir des nt qui font 10nm comme 1µ (et donc des effets à priori complètement différents).