Les définitions nanos

Il est nécessaire de présenter plusieurs définitions afin de comprendre ce que sont les nanoparticules et les nanomatériaux. Les nanotechnologies cherchent à explorer de nouvelles propriétés de la matière dans le domaine de l’ultra petit, juste au-dessus de la taille des molécules et des atomes. La communauté scientifique internationale s’est accordée à dire que l’échelle de taille dans laquelle de nouvelles propriétés étaient observées s’étend de 1 nm à 100 nm. Le nanomètre (nm) correspond à un millième de micron ou encore un millionième de millimètre. Compte-tenu de l’état des connaissances actuelles, cette gamme de taille ne peut être fixée de façon exclusive et les définitions restent volontairement approximatives.

Echelle nanométrique : Approximativement de 1 à 100 nm

Nano-objet : Matériau ayant une, deux ou trois dimensions à l’échelle nanométrique

Ces nano-objets sont : 

• des nanoparticules (3 dimensions à l’échelle nanométrique)
• des nanofibres, nanotubes ou nanotiges (2 dimensions à l’échelle nanométrique)
• des nanofeuillets (1 dimension à l’échelle nanométrique)

De par leur forte réactivité, les nano-objets ont tendance à se regrouper pour former des ensembles de taille plus importante appelés agrégats et agglomérats.

Agrégat : Ensemble de particules comprenant des particules fortement liées ou fusionnées. 

Agglomérat : Amas de particules (ou d’agrégats, ou les deux) qui adhèrent ensemble du fait de liaisons physiques faibles ou qui sont enchevêtrées (cas des nanotubes par exemple). Dans ce cas la surface externe globale correspond à la somme des surfaces de ses constituants individuels.

Il est usuel de désigner les nano-objets, leurs agrégats et leurs agglomérats par le diminutif « nanos ».

L’adjectif correspondant est nanoparticulaire, il correspond aux matières constituées de nano-objets, leurs agrégats et agglomérats.

Le terme de particules ultrafines est également utilisé pour désigner les nanoparticules (taille comprise entre 1 et 100 nm) mais est principalement utilisé pour désigner les particules issues de la pollution atmosphérique.

Le plus petit fragment de matière aux contours physiques bien définis constituant les agrégats et les agglomérats est appelé particule constitutive. Les plus petits fragments de matière constitués lors de la fabrication ou de l’émission sont dits particules primaires. 

Les nanoparticules au sein d’un agrégat ou d’un agglomérat forment une structure à l’échelle nanométrique. Des agrégats et agglomérats de nanoparticules sont donc des particules nanostructurées.

Le terme nanomatériau a été défini par l’organisation internationale de normalisation (ISO) comme étant un matériau unitaire possédant une dimension externe ou une structure à l’échelle nanométrique. En pratique il est également utilisé pour un assemblage de nano-objets (formant par exemple une poudre).

La commission européenne a clarifié ce point en qualifiant de nanomatériau un matériau naturel, formé accidentellement ou manufacturé contenant des particules libres, sous forme d’agrégat ou sous forme d’agglomérat, dont au moins 50 % en nombre des particules primaires présentent une ou plusieurs dimensions externes se situant entre 1 nm et 100 nm. Par extension les fullerènes, les flocons de graphène et les nanotubes de carbone à paroi simple même si ceux-ci présentent une ou plusieurs dimensions externes inférieures à 1 nm sont à considérer comme des nanomatériaux.

Sur la base de cette définition de la commission européenne, la France a défini une substance nanoparticulaire comme étant un nanomatériau fabriqué intentionnellement à l'échelle nanométrique.

Il est à noter que lors de sa mise en suspension dans l’air, un nanomatériau va perdre sa cohérence initiale, les particules nanostructurées pouvant se désolidariser des autres particules et évoluer de façon indépendante.