Monitoraggio dei processi per incentivare lo sviluppo di nuovi prodotti
Diventate onnipresenti, le NP hanno trovato applicazione in diversi campi, dai rivestimenti all'elettronica e dalla biomedicina all'energia. Se da una parte la nanotecnologia e lo sviluppo di nuovi prodotti stanno conoscendo una crescita esponenziale, dall'altra la tecnologia di monitoraggio dei processi stenta a prendere quota. Nonostante l'abbondanza di strumenti e tecniche di caratterizzazione disponibili per le analisi offline nell'ambito dei laboratori, attualmente il monitoraggio in linea in tempo reale dei nanomateriali (NM, Nanomaterial) durante la produzione non è possibile. Un nuovo sistema al quale stanno lavorando gli scienziati finanziati dall'UE impegnati nel progetto IN-SIGHT ("In-line characterisation of nanoparticles using a combination of analytical techniques in real time") promette di colmare questa lacuna. La piattaforma IN-SIGHT analizzerà la composizione chimica e la struttura delle NP, compreso il numero, le dimensioni, la forma e la mobilità attraverso l'intero processo di produzione: dal precursore, NP, l'incorporazione in una nuova formulazione fino al prodotto finito. Sarà inoltre in grado di effettuare analisi offline, online e in linea. Gli scienziati hanno sviluppato due diverse tecnologie per determinare la forma e la mobilità delle NP. La prima sfrutta un microscopio ottico con una cella di flusso microfluidica, mentre la seconda una tecnica di microscopia di scattering di luce laser modificata con un sistema automatizzato di manipolazione dei liquidi. Per determinare la struttura e la composizione delle NP nei liquidi sono state utilizzate tecniche spettroscopiche consolidate. Tali metodi hanno permesso di rilevare diverse NP, di circa 5 nanometri di dimensioni, e di chiarirne la composizione chimica, incluse concentrazioni dopanti (quantità di altri composti presenti) e rapporti core/shell (composizioni costituite da una shell che circonda un materiale core diverso). I ricercatori stanno impiegando la spettroscopia ultrasonica, attualmente in grado di misurare la distribuzione dimensionale di particelle di silice di dimensioni inferiori al micron, per contare le NP nelle dispersioni particellari e determinarne le dimensioni. Infine, gli scienziati stanno sviluppando una struttura di analisi dei dati in grado di abbinare le molteplici misurazioni provenienti da tutti gli strumenti per ottenere uno stimatore di proprietà ottimale. Il team IN-SIGHT sta sviluppando strumenti analitici online e in linea per l'elaborazione di NP che attualmente non esistono. Il sistema migliorerà la qualità, la coerenza e il rendimento dei nanomateriali (NM, Nanomaterial), agevolando uno sviluppo più rapido di nuovi prodotti e design. In breve, determinerà un cambio radicale a livello di posizione competitiva dei produttori UE e di economia UE nel suo complesso.