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Processing and control of novel nanomaterials in packaging, automotive and solar panel processing lines

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Integrare i nanomateriali nelle linee di produzione esistenti

È noto che le nanotecnologie e le aziende correlate hanno il potenziale per diventare un potente motore per la crescita economica, ma questo a condizione che possano essere ridimensionate con successo per uso industriale. Per contribuire a rendere questo trasferimento dalle linee di produzione di laboratorio a quelle industriali, il progetto OptiNanoPro, finanziato dall’UE, ha sviluppato materiali e processi ottimizzati per una vasta gamma di applicazioni.

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Ponendo l’accento sul settore del confezionamento, sul settore automobilistico e sul settore solare, il progetto OptiNanoPro (Processing and control of novel nanomaterials in packaging, automotive and solar panel processing lines) ha riunito 15 partner provenienti dalle catene di approvvigionamento e del valore. Insieme, hanno dimostrato con successo l’integrazione dei nanomateriali nelle linee di produzione esistenti, prendendo in considerazione i miglioramenti delle prestazioni, insieme a questioni come la nano-sicurezza, la sostenibilità, la produttività e la convenienza. I ricercatori hanno iniziato sviluppando formulazioni innovative di nanocompositi polimerici combinando i tipi e le quantità di polimeri e nanoparticelle appropriati per ciascun requisito applicativo. Nella nanotecnologia, i nanocompositi polimerici sono definiti come solidi costituiti da una miscela di due o più materiali separati da fasi. Successivamente, hanno adattato diversi processi di conversione dei polimeri per le applicazioni di massa e/o superficie dei nanocompositi in linee di produzione semi-industriali. Questi processi, tipicamente utilizzati all’interno di aziende mirate operanti nei settori del confezionamento, automobilistico e OPV, includevano: molitura ad alta energia (HEBM), mescolatura, stampaggio per iniezione, deposizione elettrospray, rivestimento e laminazione. 25 processi e prodotti sfruttabili Il risultato di questo lavoro è stata la creazione di 25 processi e prodotti chiave sfruttabili, tra i quali vi sono imballaggi laminati a barriera e imballaggi iniettati (tubi, sacchetti e barattoli). Questi imballaggi utilizzano sia materie plastiche bio che standard per dimezzare la permeazione dell’ossigeno, offrendo così una protezione sensibilmente migliore per prodotti alimentari e cosmetici. Il progetto ha inoltre prodotto un laminato OPV autopulente con la possibilità di aumentare la capacità di un pannello solare di raccogliere energia. Nel settore automobilistico, i ricercatori di OptiNanoPro hanno sviluppato componenti che pesano fino al 20 % in meno rispetto alle parti attuali: una riduzione del peso che diminuirà considerevolmente il consumo di carburante e le emissioni di CO2. È stata condotta un’analisi del ciclo di vita (LCA) per misurare l’impatto ambientale di ciascun prodotto, a partire dall’estrazione delle risorse e fino alla produzione, all’uso e al termine del ciclo di vita. «Progettare nuovi prodotti con cicli di vita versatili e preziosi può aiutarli a non finire nelle discariche o a sporcare i nostri oceani», spiega Elodie Bugnicourt, coordinatrice del progetto OptiNanoPro. «Abbiamo anche creato una serie di tubi e sacchetti facili da svuotare che consentono di ottenere una riduzione del 50 % del prodotto residuo quando si scarta la confezione dopo l’uso». Un occhio alla commercializzazione Secondo Bugnicourt, la commercializzazione e i piani aziendali sono ora disponibili per i risultati più avanzati. «Questi prodotti saranno ulteriormente studiati, portando le innovazioni selezionate a essere commercializzate attraverso un sottogruppo di partner che agiscono insieme lungo una catena di approvvigionamento o di valore, oppure tramite partner che agiscono da soli in termini di singoli risultati utilizzati in nuove applicazioni al di fuori del consorzio», spiega. «È anche molto probabile che estenderemo ulteriori idee di ricerca lungo le linee aperte nel progetto, ad esempio nel trasferimento dei processi di progetto e delle innovazioni materiali verso nuovi settori».

Parole chiave

OptiNanoPro, nanotecnologie, nanocompositi, confezionamento, automobilistico, solare, polimero

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