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 Histoire des nouveaux matériaux

Des chimistes à l’école de la nature : le biomimétisme en science des matériaux

Prof. B. Bensaude-Vincent (Univ. Paris X)

 Imiter la nature vivante est un vieux rêve qui hante la tradition chimique et sous-tend l’image faustienne du chimiste, apprenti sorcier. Alors que le développement de la synthèse organique au XIXe siècle avait encouragé chez certains chimistes l’ambition de rivaliser avec le vivant, de créer la vie en laboratoire pour détruire la croyance dans la force vitale, le développement de la science des matériaux à la fin du XXe siècle a induit un regard tout différent sur la nature.

Premièrement, les chercheurs qui regardent le vivant, animés par la volonté d’élaborer des matériaux nouveaux et performants, trouvent dans la nature des réponses à quelques unes des questions qu’ils se posent. L’imitation de la nature s’inscrit donc dans un projet technique et non plus métaphysique.

   Deuxièmement, le regard sur les produits de la nature est plus humble et plein d’admiration. L’évolution de la science et du génie des matériaux vers l’élaboration de structures composites ou hybrides invitait à redécouvrir des matériaux naturels tels que le bois, l’os, ou les coquilles de mollusques. L’objectif d’optimisation et d’intégration de plusieurs fonctions en un matériau invitait à dépasser l’étude de la structure pour considérer des systèmes et analyser les procédés mis en œuvre dans la nature. C’est ainsi que les chimistes cherchent à imiter la complexité des structures élaborées par le vivant comme les procédés mis en oeuvre par la nature pour construire ces structures et recycler les matériaux.

Enfin, on verra dans quelle mesure le biomi-métisme a induit un nouveau style de chimie, de nouvelles pratiques et de nouveaux enjeux.

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  Bernadette Bensaude-Vincent, docteur en philosophie, est professeur de philosophie et d'histoire des sciences à l'Université Paris X-Nanterre.  Elle a reçu en 1993 le prix Jean Rostand pour l'ouvrage "Histoire de la chimie", écrit en collaboration avec Isabelle Stengers. Elle est aussi l'auteur de l'Eloge du mixte. Matériaux nouveaux et philosophie ancienne,  paru chez Hachette Littératures en 1998.

Des fullerènes aux nanotubes de carbone

Prof. J. B.Nagy  (FUNDP, Namur)

La découverte, en 1985, de la molécule de buckminsterfullerene (C60) a ouvert une nouvelle ère, tant pour la chimie du carbone que pour celle des nouveaux matériaux. De nombreuses équipes se sont lancées dans de multiples et stimulantes recherches sur ces structures fermées en forme de cage. En 1991, on observa, à l'aide d'un microscope électronique, de curieux filaments au sein de dépôts de suie. Ces structures se sont révélées analogues aux fullerènes, mais au lieu de se présenter sous forme sphérique, elles s'étirent en forme de nanotubes extrêmement longs et fins.

Les propriétés électriques et mécaniques de ces nanotubes en font un matériau promis à un brillant avenir. En particulier, les composites polymères-nanotubes de carbone, synthétisés au laboratoire, ont des propriétés remarquables du point de vue mécanique, conductivité thermique et résistance au feu. Les recherches actuelles de notre équipe ont permis de mettre au point une méthode originale pour expliquer la solubilité anormale des fullerènes et pour développer la synthèse et la fonctionnalisation des nanotubes.

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Professeur de chimie aux Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix à Namur et directeur du Laboratoire de résonance magnétique nucléaire, Jànos B.Nagy s’est spécialisé dans la chimie-physique des matériaux inorganiques et la RMN haute résolution à l'état solide. Ses recherches actuelles se concentrent sur la synthèse et la caractérisation des nanotubes de carbone et des fullerènes ainsi que des nanoparticules. A la suite de plusieurs dépôts de brevets, une spin-off baptisée "Nanocyl" mettra bientôt ces nanotubes de carbone sur le marché.