L’incorporation de nano-objets ou la nanostructuration (à une échelle < 100 nm) au sein d’un matériau (solide cristallisé ou matière molle) permettent d’élaborer des « nanomatériaux » aux propriétés physico-chimiques nouvelles (réactivité chimique, propriétés mécanique ou électrique, biologique…). Les structurations obtenues peuvent s’étendre du niveau moléculaire, au niveau mésoscopique, jusqu’au niveau macroscopique, chaque niveau d’organisation pouvant apporter des propriétés physico-chimiques originales.
De nouvelles techniques et procédés sont mis au point pour la réalisation de ces nanomatériaux à l’état solide : chimie, broyage, manipulation de poudres, mélange, ultra sons, irradiation… Dans ces nanomatériaux secs et durs, les grains nanométriques sont en contact direct avec une densité d’interfaces très élevée.
Pour l’élaboration de « matière molle » nanostructurée, d’autres procédés passent par des voies liquides (fluidique et microfluidique) en mettant à profit des propriétés chimiques ou même biologiques d’objets d’origine organique ou inorganique de taille mésoscopique, de formes diverses, soumis à l’agitation thermique et interagissant sous l’effet de forces de dispersion ou électrostatiques.
Au sein des liquides ou dans les matériaux, les mécanismes d’auto-assemblage au cours de l’élaboration (couplage entre entités élémentaire, diffusion, auto-organisation, effets dynamiques…) sont le plus souvent très présents.
La mise au point de ces procédés d’élaboration présente encore de nombreux aspects très fondamentaux (nature des interactions entre « grains de matière », thermodynamique associée, diagramme de phase et transitions associées…) inséparable de l’attrait industriel pour ces nanomatériaux aux propriétés si originales. Concernant la matière molle on peut noter l’importance de l’étude de leur formulation et des propriétés de transport de poudres, de pâtes, de boues, d’émulsions ou de matières plastiques, dont il faut maîtriser l’écoulement et les propriétés mécaniques.
