1、 Numro de rfrence ISO/TR 11360:2010(F) ISO 2010RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 11360 Premire dition 2010-07-15Nanotechnologies Mthodologie de classification et catgorisation des nanomatriaux Nanotechnologies Methodology for the classification and categorization of nanomaterials ISO/TR 11360:2010(F) PDF Exo
2、nration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de c
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5、ichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2010 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi
6、cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-121
7、1 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2010 Tous droits rservsISO/TR 11360:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos .iv Introduction.v 1 Domaine dapplication 1 2 Structure de larbre-nano1 3 Desc
8、ription dtaille de larbre-nano 2 4 Conclusion.3 Bibliographie.23 ISO/TR 11360:2010(F) iv ISO 2010 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes inter
9、nationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO
10、collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Norme
11、s internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des
12、 donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur ltat de la technique par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature p
13、urement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne s
14、aurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/TR 11360 a t labor par le comit technique ISO/TC 229, Nanotechnologies. ISO/TR 11360:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs vIntroduction Lexistence dune gamme tendue de nanomatriaux p
15、rsentant diverses proprits physiques, chimiques, mcaniques, optiques, magntiques et biologiques, ainsi que diffrentes structures internes/externes, met en vidence limportance de concevoir un systme permettant de classer ces matriaux par catgorie de faon logique. Le prsent Rapport technique propose u
16、ne mthodologie complte de classification et de catgorisation de divers nanomatriaux. Ce systme de classification conu sous forme darborescence, dsign ci-aprs par le terme arbre-nano, bien quil considre les lments les plus fondamentaux et gnraux comme le tronc principal de larbre, diffrencie les nano
17、matriaux en fonction de leur structure interne/externe, de leur nature chimique, ainsi que de leurs proprits physiques, mcaniques, biologiques et autres. La classification et la catgorisation des nanomatriaux suivant une approche systmatique et avec une hirarchie logique entre les divers secteurs pe
18、uvent tre utiles dans les nombreuses disciplines scientifiques et techniques impliques dans la recherche, lindustrie et le secteur public. En raison des diffrences de contexte et dexigences, les connaissances et les hypothses relatives ces concepts scientifiques mergents peuvent tre radicalement div
19、ergentes. Il peut en rsulter des erreurs de communication, un manque dinteroprabilit entre systmes, et une redondance des efforts dploys par les groupes sefforant de dfinir les concepts et didentifier les besoins en normes selon diverses perspectives. La diffusion publique de larbre-nano savre avant
20、ageuse pour lindustrie, le consommateur, les pouvoirs publics et les autorits rglementaires, et permet ainsi de promouvoir une communication claire et utile. Le systme de classification dit arbre-nano peut tre utilis pour mettre en contexte les concepts des nanotechnologies en identifiant les relati
21、ons entre ces concepts. Ce contexte donne aux utilisateurs une vision structure des nanotechnologies et favorise une comprhension commune de ses concepts. Le prsent Rapport technique dcrit les connaissances actuelles concernant la structure et les relations dans un domaine mergent. Il est considr co
22、mme une photographie instantane du domaine en question et peut tre rexamin au fur et mesure de lvolution de ce domaine. Plutt que de prsenter une tude exhaustive des approches possibles en matire de classification des nanomatriaux, il adopte une approche explicative visant favoriser la communication
23、 et la comprhension. Il nest en aucun cas destin exclure dautres mthodes de classification tout aussi lgitimes qui peuvent tre examines maintenant ou qui le seront lavenir dans le domaine des nanotechnologies. La prsente classification du domaine des nanotechnologies rpartit les concepts en catgorie
24、s pertinentes et montre les relations entre les divers concepts. Son utilit premire est didentifier les concepts qui aident classer correctement le domaine en question par catgorie. Ce systme a plusieurs objectifs. Lobjectif majeur et les fonctionnalits principales de larbre-nano propos peuvent tre
25、rsums de la manire suivante: a) fournir un systme de classification de base applicable aux diffrents types de nanomatriaux; b) identifier avec prcision les techniques de caractrisation normalises requises applicables aux nanomatriaux concerns ( effectuer par lISO/TC 229/WG 2); c) faciliter lidentifi
26、cation des caractristiques/proprits importantes dun nanomatriau spcifique dans les revues scientifiques et les brevets laide dun moteur de recherche pour bases de donnes en fournissant les mots-cls ncessaires pour une utilisation par les groupes de travail du Comit technique ISO/TC 229, y compris le
27、 groupe de travail ISO/TC 229/WG 4 sur les caractristiques matrielles; d) faciliter la conception dun cadre pour la nomenclature requis pour laborer une terminologie logique et systmatique des nanomatriaux. ISO/TR 11360:2010(F) vi ISO 2010 Tous droits rservsLe prsent Rapport technique a t labor en m
28、me temps que les hirarchies terminologiques afin daider llaboration de dfinitions selon un ordre logique de priorit. Cela sest traduit invitablement par des divergences dans les reprsentations structurelles du domaine. Larbre-nano est conu pour tre cohrent avec la science qui est la base des nanotec
29、hnologies, comme indiqu clairement dans le prsent Rapport technique. linverse, les hirarchies de la terminologie des nanotechnologies sont structures selon les exigences de la logique linguistique et par le besoin davoir des dfinitions compatibles lintrieur de ces structures. Nanmoins, toute la mtho
30、dologie de la classification et de la catgorisation des divers nanomatriaux prsente dans le prsent Rapport technique est destine tre cohrente avec le cadre terminologique de lISO/TC 229. Les deux approches possdent leurs rgles de conception et leurs fondements respectifs. Les deux servent des object
31、ifs et des besoins diffrents. Leur seule caractristique commune est quelles se dvelopperont dans le temps. De plus, compte tenu du travail en cours, mentionn ci-dessus, men en parallle sur le dveloppement terminologique, le but du prsent Rapport technique nest aucunement de dfinir des termes. Les te
32、rmes approuvs par lISO/TC 229/WG 1 sont indiqus en italique la Figure 2. RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 11360:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 1Nanotechnologies Mthodologie de classification et catgorisation des nanomatriaux 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique dcrit un systme de classifi
33、cation, dsign ici arbre-nano, reposant sur la possibilit de catgoriser un grand nombre de nanomatriaux, y compris des nano-objets, des nanostructures, et des nanocomposites de dimensions diverses et ayant des proprits physiques, chimiques, magntiques et biologiques diffrentes. Cependant, le systme d
34、e classification prsent dans le prsent Rapport technique na pas la prtention denglober tous les nanomatriaux. 2 Structure de larbre-nano Compte tenu du rle indniable que joue laspect dimensionnel sur les diverses proprits de ces matriaux, larbre-nano prsent ici utilise dans un premier temps les dime
35、nsions comme lment fondamental de la classification. Fonde sur lanalyse de la littrature scientifique ralise dans les Rfrences 1 10, laffectation des dimensions peut se faire par deux mthodologies diffrentes: a) lune fonde sur la dimension spatiale; b) lautre fonde sur le confinement quantique (QC).
36、 La mthodologie fonde sur la dimension spatiale prend en compte toute dimension externe dun matriau lchelle nanomtrique (entre 1 nm et 100 nm) et ne tient pas compte des dimensions suprieures 100 nm. Donc, si deux des trois dimensions externes dun matriau sont lchelle nanomtrique et la troisime est
37、suprieure 100 nm, le matriau est considr comme un matriau bidimensionnel (2D). La mthodologie fonde sur le confinement quantique prend en compte le fait qu chaque fois que la taille dun matriau solide devient comparable la longueur donde des particules qui interagissent avec le systme, un porteur li
38、bre sera confin. Ce type de systme est appel systme confinement quantique. Il convient de mentionner que ces deux mthodologies prsentent la fois certains avantages et certains inconvnients lorsquon les compare lune lautre. Par exemple, dans le cas du modle de confinement quantique, la dtermination d
39、e la dimension ncessite des informations relatives au comportement de la fonction donde lectronique, qui ne sont pas facilement accessibles en dehors de la communaut scientifique. Par ailleurs, la dtermination de la taille exacte en dessous de laquelle le confinement quantique devient prpondrant dan
40、s diffrents matriaux nest pas chose facile. De plus, appliquer cette mthodologie des nanomatriaux complexes tels que les nanocomposites ou les films et les couches msoporeux peut se rvler difficile. Si lon prend ce modle comme base, linterprtation de la dimension zro pour les points quantiques est p
41、lus intelligible. Pour la mthodologie dimensionnelle, bien quelle ne prsente pas les difficults mentionnes ci-dessus pour laffectation des dimensions, elle ne rend pas compte de limportance du confinement quantique, qui a des effets indniablement remarquables sur les diverses proprits des nanomatria
42、ux. Lapproche dimensionnelle est la mthode privilgie choisie dans le prsent Rapport technique. Il est encore une fois ncessaire de mentionner que larbre-nano prsent ici peut ne pas couvrir la totalit des nanomatriaux, mais que, grce lapproche systmatique utilise dans ce systme de classification, il
43、est possible de ISO/TR 11360:2010(F) 2 ISO 2010 Tous droits rservsdvelopper et de mettre en uvre des tapes complmentaires la mthode actuelle afin daccomplir cette tche trs importante. La Figure 1 illustre les divers lments de larbre-nano. Comme le montre la Figure 1, larbre comprend quatre colonnes
44、principales. Aprs avoir class les divers nanomatriaux en fonction de leurs dimensions dans la premire colonne, ceux-ci sont ensuite rpartis en fonction de leur structure interne/externe dans la deuxime colonne. ltape suivante, les nanomatriaux sont rpartis en fonction de leur nature/identit chimique
45、 et la dernire tape reprend leurs comportements et proprits divers (par exemple lectroniques, chimiques, mcaniques et biologiques). Il convient dajouter que les informations concernant les applications commerciales possibles des nanomatriaux spcifiques, fondes sur leurs proprits prsentes, pourraient
46、 tre dveloppes sous un format identique celui de larbre-nano. Figure 1 Diagramme simplifi de larbre-nano fond sur lapproche dimensionnelle 3 Description dtaille de larbre-nano La Figure 2 illustre les deux premires colonnes constitutives de larbre-nano, prsentes comme C1 et C2. Dans la colonne C1, l
47、es nanomatriaux sont classs en matriaux unidimensionnels (1D), bidimensionnels (2D) et tridimensionnels (3D). Dans la colonne C2, chacune de ces classes est subdivise en nano-objets un seul composant ou plusieurs composants ou en matriaux nanostructurs. Ici, un nano-objet plusieurs composants est considr comme un objet compos de zones ou de rgions prsentant des fluctuations structurales et chimiques locales, identifiables. Par ailleurs, peuvent galement tre appels ma
