Pour aborder la notion de « nanomatériau », les notions de « matériau » et d’« objet » nécessitent d’être précisées, ce qui est fait, ci-dessous, avec la rubrique « Remarque linguistique et/ou historique ».

Dire que la structure d’un matériau est d’échelle nanométrique signifie que sa taille se situe entre 100 et 1 nm.

Les nanomatériaux sont formés naturellement, accidentellement ou sont manufacturés. On distingue les matériaux :

• nanostructurés : la structure nanométrique (porosité, réseau nanocristallin, etc.) confère aux matériaux des propriétés physiques spéciales (résistance mécanique, flexibilité/rigidité, propriétés thermiques, électriques, magnétiques, etc.), différentes de celles des matériaux classiques. Parmi ces matériaux, on trouve les nanopoudres ;
• nanocomposites : la nature des nanoparticules incorporées à une matrice (polymères, papier, acier, verre, etc.) apporte une nouvelle fonctionnalité ou modifie les propriétés physiques de celle-ci.

Beaucoup d’avantages ont été trouvés aux nanomatériaux. Ils sont notamment utilisés pour leurs propriétés antibactériennes et antimicrobiennes (peluches, chaussettes, etc.), mais aussi pour leur solidité (verre souple et non cassant).

Les nanomatériaux possèdent des propriétés technologiquement intéressantes, différentes de celles des matériaux équivalents mais non nanostructurés. On peut citer, en fonction de l’élément chimique utilisé :

• le carbone : les nanotubes de carbone sont parmi les plus souvent cités. Ils se présentent sous forme de cylindres d’un nanomètre de diamètre. Ils possèdent sur les plans mécanique, électrique et thermique, une diversité de propriétés exceptionnelles. À partir de nanotubes que l’on assemble, on fabrique des matériaux qui sont cent fois plus résistants et six fois plus légers qu’un objet en acier de dimensions égales. Ce nouveau type de matériau est actuellement déjà intégré à des raquettes de tennis, des balles de golf, des cadres de vélos, des pneus, etc. ;
• l’argent : les nanoparticules d’argent sont dotées d’un pouvoir biocide. Intégrées aux fibres de certains tissus elles éliminent les odeurs désagréables d’origine bactérienne ;
• le dioxyde de titane (TiO₂) : sous forme de nanoparticules, il est transparent et acquiert des propriétés dépolluantes et autonettoyantes (ciment). Elles sont utilisées dans les crèmes solaires, comme agent filtrant les radiations ultraviolettes ;
• le dioxyde de silicium (SiO₂) : des nanoparticules constituées de ces molécules confèrent au sucre en poudre, au sel de cuisine et au poivre, un pouvoir antiagglomérant.

En 2013, on a dénombré dans le monde plus de 1 600 produits de consommation à base de nanomatériaux manufacturés. C’est le cas : de cosmétiques, de textiles, de produits agroalimentaires et électroménagers, de jouets, de matériaux de construction, etc. Selon les pays ce nombre varie beaucoup et il est en constante évolution.

Les nanomatériaux sont des substances composées de particules ayant au moins une dimension de l’ordre du nanomètre (nm).

Toute structure comportant des éléments à l’échelle nanométrique est un nanoobjet.

Les matériaux, selon leur nombre de dimensions externes se situant à l’échelle nanométrique, se répartissent en trois catégories de nanoobjets :

• 3 dimensions : les nanoparticules ;
• 2 dimensions : les nanofibres, nanotubes, nanofilaments ;
• 1 dimension les nanofeuillets, nanoplats ou nanoplaquettes.

Les matériaux nanostructurés sont des matériaux qui possèdent une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique. Parmi les matériaux nanostructurés, plusieurs sous-familles sont proposées : les poudres nanostructurées, les nanocomposites, les nanomousses solides, les matériaux nanoporeux et les nanodispersions fluides.

De nombreux organismes (l’OMS, l’Anses, par exemple.) alertent sur la dangerosité potentielle des nanomatériaux. Elle est notamment élevée pour les salariés qui en produisent. Par ailleurs, il existe une dangerosité encore mal évaluée pour l’ensemble de la population, des nanoparticules étant libérées dans l’environnement lors de l’usure des nanomatériaux, de leur lavage éventuel et de leur transformation en déchets en fin de cycle de vie. La direction de l’évaluation des risques de l’ANSES préconise d’inscrire les nanomatériaux dans le cadre du règlement européen, sur la liste des substances chimiques dangereuses.

On peut penser que les nanomatériaux manufacturés présentent des risques pour la santé qui sont, pour une part, proches de ceux des composantes particulaires ultrafines (ou nanoparticules) émises dans l’atmosphère par les usines, les moteurs diesel, le chauffage au bois, etc. Les risques pathologiques sont divers, mais en premier lieu, ce sont des troubles respiratoires (rhinite, asthme et bronchite) et/ou cardiovasculaires.

De récentes études, chez le rat, montrent les effets cancérogènes d’une exposition chronique aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂) absorbées avec l’alimentation.

Si on se réfère aux définitions classiques des mots objet, et matériau (voir ci-dessous), un matériau est utilisé pour faire un objet. Par contre, on constatera que l’usage qui est fait des mots nanoobjet et nanomatériau est plutôt contre-intuitif. En particulier, les nanoobjets ont été définis comme des substances ayant au moins une composante à l’échelle nanométrique, faisant ainsi partie des nanomatériaux.

On rappellera trois définitions :

• objet : chose solide ayant une forme et une fonction ;
• matériau : substance créée à partir de matière première afin de produire un objet. Ce sont, par exemple, le bois, la céramique, le plastique, l’argile, etc. ;
• matériel : outil utilisé pour produire un objet.