Lexique

 

Nanomatériaux

Les nanomatériaux sont définis par voie réglementaire par l’Union Européenne.  Les nanomatériaux englobent tous les matériaux dont au moins une des trois dimensions est comprise entre 1 et 100 nanomètres. La dimension nanométrique de ces matériaux leur confère des propriétés physiques et chimiques spécifiques. En effet, leur surface spécifique est considérable. Ils peuvent être utilisés dans de nombreux domaines comme la chimie, la cosmétique, la pharmaceutique, l’électronique, l’aéronautique, etc. Les nanoparticules font partie de la famille des nanomatériaux.

La Commission européenne définit les nanomatériaux comme un produit :

  • naturel, formé accidentellement ou manufacturé ;
  • contenant des particules solides, qui sont présentes soit individuellement soit en tant que particules constitutives identifiables dans des agrégats ou des agglomérats ;
  • dont au moins 50 % des particules dans la répartition numérique par taille répondent à l’un des critères suivants :
    • (a) pour les particules sphériques : une ou plusieurs dimensions externes sont dans la gamme de taille comprise entre 1 nm et 100 nm,
    • (b) pour les particules de forme allongée (fibres, tubes, etc.) : deux dimensions externes sont inférieures à 1 nm et l’autre dimension est supérieure à 100 nm,
    • (c) pour les particules sous forme de plaquettes, feuillets, etc. : une dimension externe est inférieure à 1 nm et les autres dimensions sont supérieures à 100 nm.

La Commission mentionne qu’un matériau présentant une surface spécifique en volume inférieure à 6 m2/cm3 ne doit pas être considéré comme un nanomatériau.

On distingue souvent, parmi les nanomatériaux, 2 familles : les nano-objets et les matériaux nanostructurés.

Les nanomatériaux intègrent les nanoparticules (3 dimensions à l’échelle nanométrique), nanobâtonnets, nanotiges ou nanotubes (2 dimensions sont à l’échelle nanométrique, la 3ème peut-être supérieure)  et les nanofeuillets (parfois appelés nanoplaquettes) dont seulement une dimension est à l’échelle nanométrique.

Les matériaux nanostructurés sont des matériaux dont la surface est travaillée à l’échelle nanométrique (comme les nanocomposites, les nanomousses solides, les matériaux nanoporeux et les nanodispersions fluides).

Nanoparticules

Les scientifiques entendent généralement le terme « nanoparticule » comme une particule dont les trois dimensions sont comprises entre 1 et 100 nanomètres.

Nanotubes

On appelle généralement « nanotube », « nanotige », « nanofibre » ou encore « nanobâtonnet » une particule dont deux dimensions sont comprises entre 1 et 100 nanomètres. En général, on parle de nanotube quand l’objet est vide, et plutôt de nanobâtonnet quand il est plein. Les dimensions peuvent varier selon les objets.

Nanofeuillets

On appelle généralement « nanofeuillet » ou « nanoplaquette » une particule dont une dimension est comprise entre 1 et 100 nanomètres. Les dimensions peuvent varier selon les objets.

SPIO / SPION / USPIO

SPIO, SPION ou USPIO sont synonymes. Ils signifient « Super Paramagnetic Iron Oxide nanoparticles », ou en français « nanoparticules d’oxyde de fer superparamagnétiques ». Ils désignent les nanoparticules conçues à base d’oxyde de fer, et qui ont des propriétés magnétiques de type superparamagnétique. Cela signifie que les caractéristiques magnétiques de ces oxydes de fer ne s’activent que lorsqu’ils sont exposés à un champ magnétique.

Superparamagnétisme

Le superparamagnétisme est un type de magnétisme. Il a pour effet de doter des métaux de propriétés magnétiques uniquement lorsque ceux-ci sont soumis à un champ magnétique. Ce comportement n’existe que chez les matériaux ferrimagnétiques et ferromagnétiques de dimension nanométrique.

Nanoscavengers

C’est le nom que nous avons donné à nos nanoparticules dépolluantes. La technologie dont ils sont pourvus est unique, exclusive et permet de capturer les ions métalliques présents dans les effluents pollués.

Catalyse

La catalyse est un procédé chimique permettant de synthétiser un produit C à partir d’un produit A et B. La catalyse peut provoquer ou accélérer la synthèse.  On utilise pour ce faire un catalyseur (souvent un métal catalytique). Les réactions catalytiques de Heck, Suzuki, et Sonogashira, sont les catalyses les plus fréquemment utilisées dans notre domaine d’activité.

Nanocatalyseurs

Issus de notre technologie brevetée d’élaboration de surface, nos nanocatalyseurs sont constitués d’un cœur en oxyde de fer magnétique et sont recouverts de métaux aux propriétés catalytiques. Leur dimension nanométrique leur permet d’utiliser 100 fois moins de métaux critiques. Le superparamagnétisme des SPION permet de récupérer les nanocatalyseurs après chaque réaction et de les réutiliser jusqu’à 10 fois.

Agritech

Le terme « agritech » est né de la contraction d’agriculture et technologie. Il réfère donc à l’ensemble des technologies ayant une application dans le milieu agricole. Dans notre cas, les nanoparticules d’oxyde de fer permettraient de réduire le stress hydrique des plantes en cas de sécheresse, les aidants à mieux résister à ces périodes, notamment durant les canicules.

Agriculture de précision

L’agriculture de précision est le fait d’utiliser les nouvelles technologies, dont les nanoparticules, pour augmenter les rendements d’une parcelle, optimiser le travail des agriculteurs et réduire la consommation d’énergie, d’eau et d’intrants.

Effluent

Les effluents sont l’ensemble des rejets liquides d’une industrie. Globalement, on appelle effluent l’ensemble des eaux usées, eaux de ruissellement et eaux superficielles qui sont évacuées par les égouts des agglomérations.

En suspension

Lorsque des particules ou nanoparticules sont conservées dans un liquide, elles sont dites en suspension, car elles flottent dans de liquide. Cela peut être de l’eau ou un solvant.

Encapsulé

Un SPION dit « encapsulé » est une nanoparticule recouverte d’une couche d’un élément défini. Les nanoparticules sont souvent enrobées de silice, ce qui leur confère une plus grande stabilité (moins de risque d’agglomération, de dégradation chimique ou d’oxydation). Cela permet une meilleure compatibilité avec le milieu dans lequel elles seront utilisées (meilleure biocompatibilité pour le domaine médical par exemple). Parfois, l’enrobage permet la fonctionnalisation des nanoparticules. Enfin, dans le domaine médical, l’encapsulation est utile au contrôle de la libération des médicaments dans le corps.

Caractérisation

Définition des caractéristiques d’un matériau. On considère qu’un matériau est hautement caractérisé lorsqu’on connait un grand nombre de ses caractéristiques.

Métaux critiques

Les métaux critiques sont des éléments métalliques essentiels à la technologie moderne mais dont l’approvisionnement est limité et vulnérable aux perturbations. Leur rareté ou leur concentration géographique en font des ressources stratégiques. Ils incluent souvent des métaux tels que le palladium, le platine, le rhodium, le cobalt et le ruthenium, nécessaires à diverses industries telles que l’électronique, les énergies renouvelables et les technologies de pointe. Ils sont très coûteux, en raison de leur rareté.

Purification magnétique

Processus qui vise à dépolluer un effluent grâce à un système magnétique. SON exploite les propriétés superparamagnétiques de ses nanoscavengers et ses nanocatalyseurs afin de les retirer des milieux dans lesquels ils se trouvent.

Ferrites

Les nanoparticules de ferrites sont des nanoparticules de Fe2MO₄ auxquelles nous avons extrait un atome de fer pour le remplacer par un autre métal (manganèse, cobalt, zinc…). Elles ont la particularité de posséder des propriétés superparamagnétiques supérieures aux nanoparticules classiques, les rendant ainsi encore plus performantes.

Macrophages

Les macrophages sont des agents naturellement présents dans le corps humain. Ils constituent une part importante de nos défenses immunitaires et ont pour rôle de détruire des bactéries / virus. Les macrophages protègent de toutes intrusions dans le corps. Les chercheurs utilisant des nanoparticules dans des traitements médicamenteux cherchent à leurrer les macrophages pour permettre l’intrusion des nanoparticules soignantes dans le corps.

Theragnostic

Le terme theragnostic est né de la contraction des mots thérapie et diagnostic. Il qualifie donc une technologie qui prendrait en charge à la fois le diagnostic d’une maladie et son traitement. Par exemple, lors de projets en partenariat avec le CGFL de Dijon (Centre Régional De Lutte Contre Le Cancer Georges-François Leclerc), SON a mis au point une technologie capable de détecter les glioblastomes (cancer du cerveau), puis de les localiser, pour enfin les éliminer, sans endommager les tissus sains autour de la tumeur.

Molécule chélatante

Une molécule chélatante permet de capter un élément externe dans un milieu donné. Chez SON, nous utilisons le DTPA (acide diéthylène triamine penta acétique) comme molécule chélatante, pour dépolluer les effluents en captant les ions métalliques.

Résonance plasmonique de surface

La résonance plasmonique de surface (SPR) est un phénomène qui se produit à l’échelle nanométrique lorsque la lumière rencontre la surface d’un matériau conducteur, comme l’or, recouvert d’une fine couche diélectrique. Lorsque la lumière frappe cette surface, elle crée des oscillations des électrons libres à la surface du matériau, appelées plasmons de surface. Cette interaction entre la lumière et les électrons crée une signature optique spécifique, appelée résonance plasmonique de surface.

Ce qui rend la SPR si intéressante, c’est qu’elle est très sensible aux changements à la surface du matériau. Par exemple, si des molécules rentrent en interaction avec la surface métallique des particules, cela modifie les propriétés optiques de la SPR de manière mesurable. Cela signifie que la SPR peut être utilisée pour détecter et analyser des molécules, telles que des protéines ou des anticorps, à des concentrations extrêmement faibles, ce qui en fait une technique précieuse dans les domaines de la biologie ou de la médecine. Grâce à la technique du SERS ou Raman exalté, on pourra bientôt réaliser des diagnostics précoces de nombreuses maladies, comme des cancers ou des maladies neuro-dégénératives.

Lateral flow

Le latéral flow est une technique de détection, également appelée Immunochromatographie. Elle peut prendre forme grâce aux autotests (covid-19, tests de grossesse, grippe, etc.) et a pour avantage d’être simple d’utilisation et rapide. Les tests dit « lateral flow » utilisent des nanoparticules d’or.

Triage magnétique

En nanomédecine, le tri magnétique cellulaire permet la sélection ou la suppression de différents types de composants biologiques tels que les types cellulaires, les organites intracellulaires, les protéines, ou encore les acides nucléiques par exemple. Une fois sélectionnés, on peut ensuite, par exemple, les analyser à des fins de diagnostics.

Miscible

Une substance est dite miscible dans son milieu lorsqu’elle se mêle à une autre substance en un mélange homogène.

Hydrophobe

Une molécule est qualifiée d’hydrophobe lorsqu’elle n’est pas miscible dans l’eau. Au contraire, ces molécules hydrophobes ont une affinité pour les solvants apolaires.

Vectorisation

La vectorisation est un processus qui fait partie du domaine de la nanomédecine. Elle consiste à administrer des médicaments directement à la cellule malade afin d’éviter aux cellules saines d’être affectées par ce médicament. En l’occurrence, nos nanoparticules peuvent servir de vecteur dans le but d’acheminer des molécules dans le corps humain. Leur taille permettrait de passer certaines barrières immunitaires et elles deviendraient furtives vis-à-vis des macrophages (qui ne les détecteraient pas et les laisseraient passer).

Bioproduction

La bioproduction est le processus de fabrication de substances biologiques, telles que des protéines, des enzymes, des médicaments ou des biocarburants, à l’aide de micro-organismes, de cellules végétales ou animales ou de systèmes biologiques synthétiques.

La bioproduction est une technique assez récente dont on attend beaucoup car elle pourrait s’avérer plus respectueuse de l’environnement que les technologies existantes. En effet, elle génère moins de déchets à traiter.

Biocompatibilité

La biocompatibilité désigne la capacité d’un matériau à interagir avec un système biologique sans provoquer de réactions néfastes. Cela nécessite une absence de toxicité, d’irritation ou de réactions immunitaires indésirables lorsqu’il est en contact avec des tissus vivants.

Nanoparticules fonctionnalisées

Des nanoparticules sont dites fonctionnalisées lorsque sont greffées à leur surface des atomes ou des molécules.

Hyperthermie magnétique

L’hyperthermie magnétique est une technique thérapeutique qui utilise des nanoparticules magnétiques pour générer de la chaleur lorsqu’elles sont exposées à un champ magnétique. Cette chaleur peut être utilisée à l’encontre des tumeurs cancéreuses, afin de détruire les cellules cancéreuses sans endommager les tissus sains environnants. Cette approche prometteuse est en cours de développement. Elle offre un traitement ciblé et non invasif.

IRM (imagerie par résonance magnétique)

L’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) est une technique d’imagerie médicale qui utilise des champs magnétiques pour générer des images détaillées des tissus internes du corps. En exposant le corps à un champ magnétique puissant, les protons dans les tissus se réalignent pour être détectés par la machine. Cela permet d’obtenir des clichés en coupe transversale ou en trois dimensions. L’IRM est largement utilisée pour diagnostiquer et surveiller les lésions cérébrales, les maladies cardiaques et les tumeurs.

Monodispersé

On parle de nanoparticules monodispersées pour évoquer des nanoparticules de taille uniforme et non agglomérées ou agrégées, avec une faible dispersion dans le lot de production. Afin d’assurer la reproductibilité des expériences, il est indispensable d’utiliser des nanoparticules hautement caractérisées et parfaitement reproductibles.