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Materiali industriali nano-potenziati: verso la prossima rivoluzione industriale europea

Lo sviluppo e l’integrazione di nanomateriali avanzati è un’ambizione centrale per l’Unione europea poiché mira a rendere l’industria europea più innovativa e più competitiva. Questo CORDIS Results Pack presenta 14 progetti finanziati dall’UE che hanno affrontato l’ampliamento delle nanotecnologie testate in laboratorio per raggiungere la produzione e l’applicazione su scala industriale, offrendo nuove interessanti opportunità per la produzione industriale europea.

Tecnologie industriali
Ricerca di base

Il mercato globale dei nanomateriali (materiali che spesso hanno proprietà specifiche a causa delle piccole dimensioni delle particelle che li compongono) è stimato in circa 11 milioni di tonnellate con un valore di mercato di 20 miliardi di euro e in crescita. L’attuale occupazione diretta nel settore dei nanomateriali è stimata tra 300 000 e 400 000 unità in Europa. Mentre gran parte del settore dei nanomateriali è ancora dominato da materiali in uso da decenni, quali il nerofumo (usato per gli pneumatici) o il silicio amorfo sintetico (utilizzato in applicazioni come pneumatici, dentifrici e polveri alimentari), i ricercatori stanno sviluppando molte nuove applicazioni relative ai nanomateriali, alcune delle quali sono pronte per l’uso commerciale.

Superare gli ostacoli per affrontare con successo le sfide della società

L’Europa è stata in prima linea in questa ricerca e il finanziamento attraverso il programma Orizzonte 2020 mira a colmare il divario tra la ricerca sui nanomateriali in laboratorio e l’introduzione di tecnologie innovative sul mercato. Questo è fondamentale, poiché i nanomateriali sembrano destinati ad aiutare a superare numerose e urgenti sfide della società. Tra queste vi è la necessità di prendersi cura di una popolazione sempre più anziana, riducendo le emissioni di carbonio e combattendo i cambiamenti climatici, l’uso più efficiente delle risorse limitate e lo sviluppo di metodi di trasporto più sostenibili. Tuttavia, ci sono ancora ostacoli da superare prima che l’industria europea possa trarre il massimo vantaggio dalla commercializzazione su larga scala di nanomateriali innovativi, sicuri e sostenibili. La sfida principale è sviluppare un’integrazione senza interruzioni dei materiali e delle tecnologie di lavorazione per l’utilizzo dei nanomateriali nella produzione industriale. Altre sfide includono: migliorare il controllo e il monitoraggio delle condizioni richieste per l’uso dei nanomateriali nei processi industriali; aumentare i livelli di robustezza e ripetibilità di questi processi; ottimizzare e verificare le prestazioni e funzionalità della linea di produzione e dei prodotti risultanti.

Una messa a fuoco sui progetti

In questo CORDIS Results Pack, ci concentriamo su 14 progetti che hanno compiuto progressi chiari e importanti verso il superamento di questi ostacoli, dimostrando come i materiali avanzati nano-potenziati possano essere lanciati in modo sicuro, sostenibile e competitivo nella comune corrente industriale. Un gruppo di progetti in primo piano, inclusi i progetti NANOTUN3D e FAST, ha mostrato come i nanomateriali possano contribuire positivamente alla crescente rivoluzione nella stampa 3D, che sarà fortemente sentita nei settori medico, automobilistico, spaziale e delle costruzioni. Diversi progetti in mostra stanno contribuendo a guidare il settore emergente della nanomedicina in direzioni nuove ed entusiasmanti. Il progetto PEPTICAPS è stato pioniere delle nano-capsule come vettori di medicine in grado di trattare condizioni comuni, quali dermatiti allergiche e irritanti e scottature solari, mentre il progetto NanoPilot ha costruito un impianto pilota per produrre piccoli lotti di nanofarmaci a base di polimeri. Nel frattempo, il progetto NANOFACTURING ha finalizzato una piattaforma di produzione per nanofarmaci a nucleo solido, compresi nuovi processi di produzione e un migliore coordinamento della catena di distribuzione per la produzione su scala medio-grande, il tutto finalizzato a introdurre sul mercato nanotrattamenti più mirati ed efficaci. Infine, molti dei progetti selezionati sono stati coinvolti in attività di ampliamento che integreranno i nanomateriali potenziati in una serie di settori industriali tradizionali. Ad esempio, il progetto ProDIA ha dimostrato con successo la fattibilità di processi di produzione industriale di grandi dimensioni per materiali ibridi nanoporosi come prodotti finiti, mentre il progetto IZADI-NANO2INDUSTRY ha dimostrato come la nanotecnologia possa migliorare i materiali convenzionali e i processi di produzione di stampaggio a iniezione, colata e rivestimento. Infine, il progetto NANOLEAP ha consentito alle PMI manifatturiere, principalmente nel settore edilizio, di portare su scala industriale i loro processi di produzione dei nanocompositi, affrontare le strozzature nella lavorazione e chiedere la consulenza di esperti.