Materiały przemysłowe wykorzystujące nanotechnologię: u progu nowej europejskiej rewolucji przemysłowej
Według szacunków, globalne zapotrzebowanie na nanomateriały (materiały, które często charakteryzują się szczególnymi właściwościami ze względu na niewielkie rozmiary cząsteczek) wynosi około 11 milionów ton, natomiast wartość tego rynku to obecnie 20 miliardów euro, przy czym obserwowana jest tendencja wzrostowa. Co więcej, sektor nanomateriałów w Europie generuje około 300 000 - 400 000 miejsc pracy. Pomimo tego, że przeważająca część sektora nanomateriałów jest w dalszym ciągu zdominowana przez materiały używane od dziesięcioleci, takie jak sadza (wykorzystywana w oponach) lub syntetyczna krzemionka amorficzna (wykorzystywana w wielu zastosowaniach, między innymi w oponach, paście do zębów oraz żywności w proszku), naukowcy nieprzerwanie pracują nad rozwojem wielu nowych zastosowań oraz projektów związanych z nanomateriałami, spośród których wiele jest już gotowych do wprowadzenia na rynek.
Pokonywanie przeszkód w celu skutecznego rozwiązania wyzwań społecznych
Europa przoduje w prowadzonych badaniach, a finansowanie zapewniane w ramach programu „Horyzont 2020” ma na celu zniwelowanie dysproporcji pomiędzy badaniami dotyczącymi nanomateriałów prowadzonymi w laboratoriach, a wprowadzaniem gotowych innowacyjnych technologii na rynek. Tego rodzaju działania mają kluczowe znaczenie ze względu na fakt, że nanomateriały mogą pomóc nam w rozwiązaniu wielu palących i ważnych wyzwań społecznych, obejmujących między innymi potrzebę zapewnienia opieki starzejącemu się społeczeństwu, zmniejszanie emisji dwutlenku węgla i powstrzymanie zmian klimatycznych, konieczność bardziej efektywnego wykorzystywania ograniczonych zasobów naturalnych oraz opracowania bardziej zrównoważonych metod transportu. Zanim jednak europejski przemysł będzie w stanie czerpać pełnię korzyści z wprowadzenia na rynek innowacyjnych, bezpiecznych i zrównoważonych nanomateriałów na szeroką skalę, do pokonania pozostaje szereg przeszkód. Najważniejsza z nich dotyczy konieczności zapewnienia bezproblemowej integracji materiałów oraz technologii przetwarzania w celu wykorzystania nanomateriałów w produkcji przemysłowej. Inne wyzwania dotyczą między innymi potrzeby poprawy kontroli i monitorowania warunków wymaganych w celu użycia nanomateriałów w procesach przemysłowych, zwiększania niezawodności i powtarzalności tych procesów, a także optymalizacji i oceny wydajności oraz funkcjonalności zarówno linii produkcyjnych, jak i produktów końcowych.
Spojrzenie na projekty
W najnowszym wydaniu broszury CORDIS Results Pack skupiamy się na 14 projektach, w ramach których udało się osiągnąć widoczne i wyjątkowe postępy na drodze do pokonania istniejących przeszkód. Zaprezentowane projekty pokazują, w jaki sposób zaawansowane materiały wykorzystujące nanotechnologię mogą być z powodzeniem wykorzystane w przemyśle w bezpieczny, zrównoważony oraz konkurencyjny sposób. Jedna z grup przedstawionych projektów, wśród których można wymienić między innymi NANOTUN3D oraz FAST, udowadnia, że nanomateriały mogą stanowić pozytywny element trwającej rewolucji związanej z drukiem 3D, co stanowi doskonałą wiadomość dla sektora medycznego, motoryzacyjnego, kosmicznego oraz budowlanego. Kilka z zaprezentowanych projektów przeciera szlaki nowej dziedziny jaką jest nanomedycyna, wytyczając nowe, ekscytujące kierunki. W ramach projektu PEPTICAPS opracowano innowacyjne nanokapsułki dostarczające leki przeznaczone do leczenia powszechnych schorzeń, takich jak oparzenia słoneczne oraz zapalenie skóry o etiologii alergicznej i podrażnienia, natomiast projekt NanoPilot skupił się na budowie pilotażowego zakładu produkcyjnego wytwarzającego niewielkie partie nanoleków opartych na polimerach. Z kolei projekt NANOFACTURING zakończył prace nad platformą produkcyjną nanoleków w formie stałej, obejmującą nowe procesy produkcyjne oraz lepszą koordynację łańcucha dostaw na potrzeby wytwarzania na średnią i dużą skalę. Ogólnym celem przyświecającym naukowcom było wprowadzenie na rynek bardziej ukierunkowanych i skuteczniejszych metod leczenia opartych na nanotechnologii. Wiele spośród wybranych projektów obejmowało też działania mające na celu zwiększanie skali produkcji, które pozwolą wykorzystać zaawansowane nanomateriały w wielu tradycyjnych sektorach przemysłu. Wśród przykładów takich działań można wymienić między innymi projekt ProDIA, w ramach którego naukowcy skutecznie zademonstrowali skuteczność procesu przemysłowej produkcji hybrydowych materiałów nanoporowatych w formie produktów końcowych na dużą skalę, a także projekt IZADI-NANO2INDUSTRY, który wykazał możliwości usprawnienia konwencjonalnych materiałów, a także procesów odlewania, formowania wtryskowego oraz powlekania dzięki nanotechnologii. Z kolei projekt NANOLEAP umożliwił MŚP działającym przede wszystkim w sektorze budownictwa i zajmującym się wytwarzaniem zwiększenie skali procesów produkcji nanokompozytów, poszukując jednocześnie rozwiązań wąskich gardeł oraz oferując porady eksperckie.
