Entrée
tableau périodique

Chapitre 1 : Ouvrir la porte au monde nanotechnologique
La chimie à l'ère pré-observationnelle | Découverte des éléments par électrolyse | Exploration de mondes étranges | Comment nous avons utilisé la matière invisible

Chapitre 2 : Étude des nanoparticules par les électrons
Qu'est-ce qu'un atome ? | Des électrons dans le monde nanométrique | Le microscope électronique : un regard sur les nanoparticules

Chapitre 3 : Comment fabriquer des nanomatériaux
Approche descendante comme la sculpture, approche ascendante comme le façonnage | La synthèse des nanomatériaux est plus simple mais plus coûteuse qu'on ne le pense | Cuisson des nanoparticules : chauffage et refroidissement | Construction des nanomatériaux : dépôt couche par couche

Chapitre 4 : Propriétés des nanomatériaux révélées par le tableau périodique
La plus grande invention de la chimie : le tableau périodique | Les couleurs uniques des nanoparticules d’or, d’argent et de cuivre | Des semi-conducteurs aussi petits que des nanoparticules | Le plus petit aimant et un convertisseur extraordinaire

Chapitre 5 : Nanorobots : Guérir notre corps
Petit, grand, petit | Suivi de cibles circulant dans les vaisseaux sanguins | Traitement et diagnostic par nanochimie

Chapitre 6 : Images dévoilées par les nanoimpressions et les écrans
Plans et impressions du nanomonde | LED : Transformer l’électricité en lumière | Nanomatériaux 2D et écrans pliables

Chapitre 7 : Nanotechnologie : protéger l’environnement et créer de l’énergie
Collecter, séparer et désassembler | La nanochimie génère de l'électricité | Une nouvelle façon de lutter contre la destruction de l'environnement

Chapitre 8 : Contrôler les réactions chimiques avec des nanomatériaux
Catalyseurs, enzymes et nanomatériaux | Nanocatalyseurs : accélérer ou ralentir les réactions chimiques | Nanozymes et l’avenir de la vie

principal

1.
L'humanité vivra bientôt avec les nanotechnologies.
Maintenant que les prédictions de Feynman sont devenues réalité, un guide des nanotechnologies est essentiel pour chaque citoyen.

« Il y a beaucoup de place en bas. » Le physicien Richard Feynman a évoqué la possibilité du nanomonde lors d'une conférence intitulée « Il y a beaucoup de place en bas » à la réunion annuelle de 1959 de l'American Physical Society.
Aujourd'hui, plus de 60 ans plus tard, nous assistons à une révolution mondiale grâce aux nanotechnologies.
On entend quotidiennement parler de grandes entreprises mondiales de semi-conducteurs qui miniaturisent encore davantage leurs procédés de fabrication jusqu'à l'échelle nanométrique, et l'on parle aussi fréquemment de la commercialisation de nouveaux matériaux fabriqués à partir de nanomatériaux.
L’idée prometteuse de développer prochainement des médicaments anticancéreux nanorobots sans effets secondaires et des écrans en vinyle flexibles et pliables n’est pas nouvelle.

Ainsi, les nanotechnologies transforment la société et l'économie humaines, et au cœur de cette transformation se trouve la nanochimie, qui crée les nanomatériaux.
Ce livre contient les notions fondamentales de la nanochimie que les gens modernes se doivent de connaître, depuis la théorie de base de la nanochimie, telle que l'histoire du nano, l'observation des nanoparticules, la synthèse et les propriétés des nanomatériaux, jusqu'aux cas d'application dans divers domaines tels que la médecine, l'électronique, l'environnement et l'énergie.
En matière d'éducation civique, il s'agit du guide le plus précis qui présente la nanochimie, qui n'est plus le domaine exclusif des experts.

Les médias de masse, y compris les chaînes d'information, parlent quotidiennement des réalisations des nanosciences, des nanotechnologies et de la nanochimie.
Le concept de nanotechnologie est utilisé dans de nombreux domaines, allant du carburant fabriqué à partir de déchets de vinyle aux écrans flexibles, en passant par des filtres supérieurs qui éliminent les bactéries et les virus, et des solutions et vaccins pour les maladies incurables.
Même dans le film, des inventions qui n'existaient que dans l'imagination, comme les nanorobots et les nanocombinaisons, apparaissent sous des formes réalistes qui semblent plus ou moins reproductibles.
Les merveilles du monde chimique le plus infime se cachent dans le nano.

Il est très difficile d'évaluer la place de la nanochimie, des sciences et des technologies dans notre vie quotidienne, et encore plus de l'imaginer.
Cependant, aucun ouvrage n'a jamais présenté les technologies de pointe en chimie. C'est pourquoi, en tant que chimiste et chercheuse en nanochimie, je vous guiderai avec soin dans vos premiers pas dans le monde de la chimie de pointe.
— Extrait de l’« Introduction » (page 7)

Dans le ciblage actif, au lieu de simplement recouvrir l'extérieur du nanorobot de molécules épaisses et inertes pour le protéger, le robot est également équipé d'un traceur capable de trouver, de se lier et de pénétrer dans des cellules cancéreuses spécifiques.
Le foie, les reins, les poumons, les muscles, les os et les nerfs de notre corps sont tous composés de cellules, mais leurs fonctions et leurs formes sont complètement différentes.
De même, les cancers qui se développent dans chaque organe et tissu ont des fonctions et des formes différentes, et doivent même devenir plus diversifiés et uniques pour proliférer rapidement et échapper au travail de réparation de l'organisme.
Les cibles et les traceurs ne sont pas des molécules nouvelles, incroyablement complexes et originales, qui suscitent des interrogations quant à leur innocuité pour le corps humain.
Par exemple, l'acide folique, pris pour maintenir une bonne santé et particulièrement recommandé aux femmes enceintes, est utile dans le suivi des cancers du sein, du rein, du col de l'utérus et du rectum.
Il suffit de fixer quelques molécules d'acide folique à un nanorobot, ou de le charger d'un médicament chimiquement lié à l'acide folique et de le laisser circuler, pour qu'il trouve automatiquement la tumeur concernée et commence à la traiter.
- Extrait du chapitre 5 : Nanorobots : Guérir notre corps (page 178)

L'électricité est le but de la production d'énergie, mais quel que soit son but, on observe plusieurs phénomènes simples liés à l'électricité.
Si vous frottez un ballon en caoutchouc sur vos vêtements en fourrure ou sur vos cheveux, l'électricité s'accumulera à la surface du ballon et soulèvera vos cheveux dans les airs.
« L’électricité statique », qui désigne l’électricité qui ne circule pas mais reste immobile, ou « l’électricité par frottement », qui est un type d’électrification dans lequel de l’électricité statique est créée sur une surface par contact ou frottement.
(Omission) Un dispositif qui génère de l'électricité par frottement n'a pas nécessairement besoin d'être énorme.
En revanche, l'utilisation d'équipements de grande taille, comme une centrale électrique conventionnelle, pour créer un contact et une friction nécessite des dispositifs très précis et sophistiqués, et il peut s'avérer difficile de générer de l'électricité statique de la manière souhaitée.
Il est avantageux de disposer d'un grand nombre d'éléments générateurs d'électricité par friction très petits et simples, alignés en parallèle.
La petite taille et l'agencement des matériaux sont optimisés sous la forme de matériaux nanométriques agencés et empilés.
La plus petite centrale électrique et la technologie qui exploite le phénomène des électrons sont appelées « nanogénérateurs ». Le phénomène en lui-même est simple.
Le frottement crée de l'électricité statique, et nous créons de l'électricité en dissipant cette électricité statique.
Comprendre l'état actuel, le potentiel et les perspectives d'avenir des technologies de développement, ainsi que la manière dont elles peuvent être utilisées efficacement, nous aide à comprendre ce que le monde nanotechnologique est en train de changer.
- Extrait du chapitre 7 : Nanotechnologie : protéger l’environnement et créer de l’énergie (pp. 258-261)

2.
Les superpouvoirs des nanoparticules qui ne se manifestent que dans les mondes les plus petits
- Particules d'or irisé, puissantes particules d'oxyde de fer magnétique...
Les propriétés surprenantes et particulières des nanomatériaux

La nanochimie est unique à bien des égards.
Si la nanochimie est aujourd'hui considérée comme une science de pointe, ce n'est pas seulement parce que les matériaux à l'échelle nanométrique sont petits.
Les scientifiques qui ont observé et étudié le monde nanométrique ont découvert que les nanomatériaux possèdent des propriétés uniques, différentes de celles des matériaux de taille micrométrique ou millimétrique.
Par exemple, alors que l'or ordinaire apparaît jaune à nos yeux, les nanoparticules d'or apparaissent dans une variété de couleurs, notamment rouge, vert, bleu et violet, en fonction de leur taille.
Les nanoparticules d'oxyde de fer possèdent une propriété beaucoup plus forte que le paramagnétisme général (la propriété d'être magnétisées dans la même direction qu'un champ magnétique), à ​​savoir le superparamagnétisme.
De même qu'Alice a traversé le miroir et est entrée dans un monde étrange, un monde merveilleux se dévoile lorsque les matériaux franchissent la frontière nanométrique.
Ces caractéristiques des nanoparticules constituent la force fondamentale qui permet à la nanochimie de créer des matériaux avancés et d'innover dans les technologies.

La nanochimie est également particulière en ce qu'elle se situe à la frontière ultime de la chimie.
La chimie est l'étude de la compréhension et du contrôle des transformations de la matière.
La science a démontré que même les éléments constitutifs de base de la matière, les éléments, peuvent être décomposés en particules plus petites telles que les électrons, les protons et les neutrons, mais cela n'est pas le sujet de la chimie.
En d'autres termes, la nanochimie étudie le dernier domaine où la chimie peut encore être de la chimie.
À la frontière entre la physique et la chimie, la nanochimie, qui observe et synthétise les plus petites substances que la chimie puisse atteindre, est encore plus intéressante car elle explore l'essence même de la discipline chimique.

Pourquoi n'entend-on jamais parler de « microchimie » pour décrire le monde microscopique ? Si le micro est avantageux pour l'observation, l'analyse et les applications, il lui manque le caractère unique du nano.
Le monde nano est unique en son genre.
L'or, un métal jaune brillant, se transforme en une variété de couleurs éclatantes, dont le rouge, le bleu et le violet, lorsqu'il pénètre dans le monde nanométrique.
Même la limaille de fer, qui adhère à un aimant lorsqu'on l'approche, commence à présenter une propriété légèrement différente, appelée superparamagnétisme, à l'échelle nanométrique.
Même les aiguilles, si douloureuses et effrayantes, peuvent être injectées sans douleur en les fixant simplement à la peau grâce à une technologie appelée nano-aiguille.
L'argent, autrefois utilisé en joaillerie, est aujourd'hui un médicament qui tue les germes, et le cadmium, jadis toxique, est aujourd'hui une source de lumière qui émet une lumière fluorescente vive.
On peut affirmer sans exagérer que la scène du film « Le Magicien d'Oz » avec Judy Garland, où la porte s'ouvre sur le passage du noir et blanc à la couleur, illustre le moment où la chimie fait son entrée dans le monde nanométrique.
- Extrait du chapitre 1, Ouvrir la porte au nanomonde (pp. 34-35)

La nanochimie pourrait bien être la dernière frontière que la chimie puisse atteindre en tant que chimie.
Bien que la compréhension et l'utilisation d'un seul atome soient déjà significatives, on peut également les distinguer comme relevant du vaste domaine de la mécanique quantique ou de la physique des particules, et non de la chimie, dans la mesure où elles traitent de la matière, des relations et des changements.
De même que les maisons et les bâtiments sont souvent associés à la cristallisation d'autres disciplines, telles que la science des matériaux et l'architecture, plutôt qu'au produit de la chimie, lorsque nous pensons à la matière, le monde des atomes individuels au-delà des molécules constitue la frontière entre la chimie et les autres disciplines.
La chimie qui se déroule dans le nanomonde sera différente de l'image classique de la chimie que nous avons en laboratoire, où nous mélangeons des liquides colorés, parfois en bouillonnant, parfois en crépitant, parfois en crachant de la fumée ou en débordant.
Bien que certaines histoires puissent paraître un peu étranges et difficiles, il est fascinant en soi d'apprendre et de vivre ce qui se passe à la frontière même de la chimie.
- Extrait du chapitre 1 : Ouvrir la porte au nanomonde (pp. 36-37)

3.
Nous attendions un livre de chimie comme celui-ci !
- Un parcours intelligent en chimie avec les meilleurs communicateurs en chimie.

Le professeur Hong-Je Jang du département de chimie de l'université de Kwangwoon, auteur de cet ouvrage, est un chercheur dévoué qui a publié plus de 70 articles sur la nanochimie dans des revues académiques internationales renommées telles que ACS Nano et Angewandte Chemie, et est également un communicateur chimique de premier plan qui ouvre la voie à la vulgarisation de la chimie.
Il a été actif dans divers domaines, tels que la rédaction de manuels scolaires, la tenue de conférences publiques et la participation à des publications scientifiques, afin de diffuser le charme de la chimie, que beaucoup considèrent comme difficile et complexe.
Récemment, il a géré la chaîne YouTube « Chemical Harak » et, en tant que créateur unique responsable de la planification, de la production et du montage du contenu, il communique étroitement avec les personnes intéressées par la science.
Sa chaîne, devenue célèbre grâce au bouche-à-oreille pour son contenu spirituel et clair, regorge de commentaires d'abonnés tels que : « Je ne savais pas que la chimie pouvait être aussi amusante » et « C'est le meilleur contenu sur la chimie que vous puissiez trouver sur YouTube ».
Cette fois-ci, il souhaite partager le plaisir et l'intérêt de la chimie à travers sa spécialité, la nanochimie.
En suivant ce guide passionnant et divertissant et en admirant la vue panoramique sur la nanochimie depuis le sommet de la Tour de la Chimie, vous aurez bientôt envie d'explorer le monde de la chimie, qui vous paraissait autrefois si difficile.