Atome
0,1 nm
L’idée qu’il existe des atomes est née il y a 2 500 ans, sur les bords de la mer Egée. Ainsi Leucippe, philosophe grec, et son disciple Démocrite ont été les premiers à suggérer que la matière était composée de particules invisibles et indivisibles appelées « atome » du grec atomos signifiant insécable. Selon eux les atomes existent sous différentes tailles et formes et peuvent se déplacer et s’agencer différemment pour produire des matériaux divers. Ces hypothèses n’étaient que des spéculations dépourvues d’analyses scientifiques, il n’en est pas moins, que les philosophes n’étaient pas si loin de la vérité.
On sait maintenant que l’atome est constitué d’un noyau (lui-même constitué de protons et de neutrons en rouge et bleu sur la carte) autour duquel tournent des électrons (en gris).
Membrane cellulaire (épaisseur)
1 nm
Aussi appelée membrane plasmique, elle délimite les contours d’une cellule. Elle sépare l’intérieur de la cellule, qu’on appelle le cytosol, avec l’extérieur. Principalement composée de lipides (molécules grasses), elle permet une sélection des composants entrant ou sortant de la cellule.
ADN (diamètre)
2 nm
L’ADN est le support de l’information génétique héréditaire. C’est lui qui détermine notre sexe, la couleur de nos cheveux, de nos yeux etc. Il est constitué de deux brins complémentaires enroulés en hélice. Ces brins sont constitués d’éléments chimiques constants (sucre et phosphate) et d’éléments variables : les bases. Il existe 4 bases : l’adénine (A), la thymine (T), la cytosine (C) et la guanine (G). Les bases permettront aux 2 brins de se lier de façon spécifique : A se lie à T et C se lie à G.
Ces brins sont eux-mêmes compactés pour former la chromatine qui se trouvent dans le noyau de la cellule, qui se compacte encore elle-même en chromosomes au cours de la mitose ou division cellulaire. Chaque cellule humaine possède ainsi 1,9 m d’ADN ultra compacté !
Nanotube de carbone (diamètre)
2 nm
Il est composé d’un ou plusieurs feuillets d’atomes de carbone enroulés sur eux-mêmes formant un tube. Il possède de nombreux avantages, malgré un poids minime il s’agit d’un des matériaux les plus résistants !
Ainsi les chercheurs évoquent la possibilité de créer des muscles artificiels ayant une force 50 fois supérieure à ceux d’un humain, de confectionner des gilets pare-balle beaucoup plus efficaces ou encore de créer des textiles qui surveilleraient la respiration de celui qui le porte !
Nanoparticules de dioxyde de titane
30 nm
Le dioxyde de titane (TiO2) est une barrière efficace contre les UV souvent utilisé dans la formulation des crèmes solaires. Il fut d’abord utilisé dans les produits cosmétiques, comme filtre UV minéral, sous la forme d’une poudre micrométrique (des particules de quelques micromètres). Afin d’améliorer les propriétés des produits cosmétiques (notamment esthétiques), les microparticules de TiO2 ont été peu à peu remplacées par des nanoparticules de TiO2 connu pour leur transparence.
VIRUS
70 nm
L’existence des virus a été pressentie au début du XXème siècle par Dmitri Ivanovski. Il étudiait la maladie de la mosaïque du tabac et s’est rendu compte que l’agent infectieux responsable passait à travers le filtre de Chamberland, spécialement fabriqué pour éviter le passage des bactéries. Il existait donc des agents infectieux plus petits que les bactéries ou des bactéries très petites ! Mais c’est seulement en 1930 que les virus ont enfin pu être observés au microscope électronique.
Pour se reproduire, les virus ont besoin d’infecter une autre cellule. Ils sont capables de détourner la « machinerie » de la cellule à leur compte. Ainsi, la cellule qui auparavant fabriquaient des molécules, fabriquera après infection, une centaine de nouveaux virus et finira par éclater en les libérant. Il existe des virus qui parasitent les cellules animales, les cellules végétales et même les bactéries. Ces derniers sont appelés bactériophages.
Nanocapsules
150 nm
Ce sont des capsules de taille nanométrique (10-9 mètre). Utilisées dans différents domaines : cosmétologie, pharmacologie ou encore agro-alimentaire. Elles permettent de transporter des molécules. Elles peuvent être notamment très utiles en ce qui concerne les traitements anticancéreux. En effet, par rapport aux molécules utilisées auparavant, elles permettent de transporter et de délivrer le principe actif du médicament (substance ayant des effets thérapeutiques) exactement au niveau des cellules cancéreuses. Celui-ci aura donc un effet toxique seulement sur les cellules ciblées et non sur les cellules saines. Cela pourrait permettre de diminuer les effets secondaires liés à la chimiothérapie (traitement consistant à utiliser des médicaments pour neutraliser les cellules cancéreuses).
Bactériophages
200 nm
Les bactériophages sont des virus spécifiques : ils n’infectent que les bactéries. Le terme bactériophage a été inventé par Félix d'Hérelle, il provient du grec et signifie « mangeur de bactéries ». Découverts en 1915, il était pourtant impossible de les voir physiquement (avec les procédés technologiques de l’époque) mais il a été mis en évidence que ces organismes pouvaient détruire les bactéries et passer à travers le filtre de Chamberland (voir virus).
Une fois à l’intérieur de la bactérie, le bactériophage peut détourner la « machinerie cellulaire » et transformer la bactérie en une « usine » pour fabriquer des virus ! Elle produit alors des dizaines de nouveaux virus et finit par éclater en les libérant. Et ainsi de suite…
Spatule du gecko
200 nm
Le gecko est un lézard qui appartient à la classe des reptiles. Vous avez déjà dû en apercevoir sur le sol, les murs et même parfois, les plafonds ! Ils sont effectivement capables d’escalader n’importe quelle surface. Mais comment font-ils pour « adhérer » si bien sur une surface verticale ?
La réponse se trouve au niveau de leur pattes. Elles possèdent des lamelles qui rassemblent des centaines de milliers de poils microscopiques appelés setae. Chaque setae se divise ensuite en spatule qui font environ 200 nm, elles vont interagir à l’échelle nanométrique avec le support, cela permettra de supporter une fraction très faible du poids de l’individu mais leur nombre impressionnant permet une action cumulée qui le fait tenir au plafond ou au mur sans encombre !
Couleur rouge (longueur d'onde)
750 nm
La lumière est une onde, elle se comporte comme les vagues à la surface de la mer. Mais contrairement aux vagues qui sont des ondes mécaniques (elles se déplacent dans la matière : l’eau) la lumière est une onde électromagnétique (qui peut se déplacer dans le vide et dans la matière).
Lorsque l’on parle de longueur d’onde (λ : lambda) c’est simplement la distance qui sépare deux crêtes d'une onde (voir dessin). Dans le domaine des couleurs visibles, elle s’exprime en nanomètre.
Chaque couleur possède une longueur d’onde spécifique. L’œil humain n’est capable de distinguer qu’une certaine gamme de couleurs (spectre visible) possédant une longueur d’onde entre 400 nm (couleur bleue) et 800 nm (couleur rouge). Mais il existe des ondes encore plus courtes : les ultraviolets, rayons X et rayons gamma et des ondes plus longues : les infrarouges et les ondes radios, toutes invisibles à l’œil nu.