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Qualité de vie

​​ Les différents domaines d'application ​​des nanomatériaux

Publié le 27 mars 2017
Outre l'accès à l'eau et à l'énergie, à une mobilité intra et inter urbaine, à une large information libre, à des  logements et à la santé, la qualité de vie requiert un  accès à une alimentation de qualité.

 

Au-delà de la simple satisfaction d'un besoin vital pour assurer la santé et la survie, l'industrie agroalimentaire assure la collecte, la transformation et la commercialisation des ressources agricoles adressant ainsi des thématiques nombreuses et variées telles que la qualité des éléments ingérés, leur parcours dans l'organisme, les modes de consommation alimentaire, l'équilibre biologique et la relation entre l'homme et la nature. Les produits nanosctructurés peuvent intervenir dans l'aliment lui-même par ajout, en tant qu'additifs apportant certaines propriétés anti-aglomérantes, émulsifiantes, colorantes, anti-oxydantes, édulcorantes,… ou à l'extérieur de l'aliment, dans des éléments tels le packaging, qui ont pour objet d'accroître le contrôle et la sécurité sanitaire de l'aliment.

 

Les matériaux au contact des aliments  sont ceux dans lesquels se concentrent la plupart des applications des éléments nanostructurés. L'incorporation de nano-objets (comme des nano-feuillets d'argiles) dans les matériaux d'emballage permet d'en améliorer les propriétés mécaniques (rigidité,  stabilité thermique), et surtout de  leur apporter des propriétés barrière vis-à-vis de l'oxygène de l'air pour limiter la dégradation des produits alimentaires. De nouveaux matériaux actifs font appel à des nanoparticules d'argent pour apporter des propriétés anti bactériennes afin de prévenir la prolifération de bactéries dans les aliments emballés, et ainsi diminuer les risques d'intoxication pour le consommateur. Enfin, des matériaux d'emballage dits « intelligents » commencent à incorporer des nanocapteurs chimiques ou biologiques pour assurer la traçabilité de la chaîne de froid, la détection de contaminations microbiennes, ou d'arômes marqueurs d'une maturité d'un produit. Ce type de nano-capteurs  permettra de suivre l'évolution de la qualité des aliments depuis leur production jusqu'à leur consommation, en assurant notamment la traçabilité des animaux, fruits et légumes pour informer le consommateur de leur provenance et de leur label.  

 

Dans le domaine de la  production végétale, les nanotechnologies contribuent, et contribueront de plus en plus à optimiser, les conditions de production et à limiter leur impact sur l'environnement, comme l'utilisation de nano- membranes sélectives pour les productions végétales sous abris et le traitement des eaux. Elles permettent également de développer des engrais dont l'épandage est facilité et la biodisponibilité accrue ou retardée, ce qui permet à la fois une limitation de la quantité d'engrais utilisée et une utilisation optimale de la plante en fonction de son cycle de vie. Des produits phytosanitaires sont développés pour déclencher les mécanismes d'autodéfense de certains végétaux et ainsi limiter l'impact de maladies des plantes.

 

L'industrie textile recourt aux nanomatériaux pour apporter des propriétés de résistance à ses produits vis-à-vis de la chaleur et du feu, de l'eau de l'abrasion mécanique, du rayonnement ultra-violet. L'incorporation de nanoparticules d'argent aux fibres textiles leur apportent des propriétés bactéricides ; appliquées aux sous-vêtements elles permettent de lutter contre les  odeurs, mais leur utilisation principale concerne les linges et literies en milieu hospitalier afin de prévenir les infections nosocomiales. Au-delà de ces premières applications, le textile d'habillement va devenir multifonctionnel. Dans la fibre textile, de véritables réseaux de capteurs-actionneurs, intégrant des nanocomposants, vont permettre de remplir diverses fonctions (par exemple l'identification d'un état physiologique) pour lesquelles sont aujourd'hui mobilisés des équipements lourds et encombrants. Dans un avenir plus lointain, la conception de tissus pour récupérer l'énergie du corps humain pour la transformer en électricité est envisagée. En faisant appel aux nanomatériaux, l'industrie textile a la possibilité de couvrir des applications qui dépassent largement le vêtement et la mode. Avec la maîtrise du traitement des fibres à l'échelle nanométrique, les textiles du futur pourront délivrer des médicaments par voie transdermique, ou encore assurer leur traçabilité par incorporation de nanoparticules fluorescentes codées et lutter contre la contrefaçon.

 

Dans le domaine des produits cosmétiques, les propriétés des nanoparticules et l'utilisation de structures telles que les liposomes ont abouti à plusieurs  applications notamment dans l'élaboration des crèmes solaires. Certaines nanoparticules (dioxyde de titane, oxyde de zinc, ..) ont la propriété de filtrer les rayons UV et sont utilisées dans les crèmes solaires à haut indice de protection.  D'autres produits, comme les crèmes pour lutter contre le vieillissement de la peau, ont aussi été développés sur la base des propriétés de certaines nanoparticules, les particules de dioxyde de silicium (ou silice) et d'oxyde de zinc, qui captent des enzymes responsables du dessèchement de la peau. En hygiène dentaire, les nanoparticules de silice sont utilisées également pour leurs propriétés rhéologiques et abrasives dans certains dentifrices.​