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Le nanotecnologie ed il loro impatto nel settore tessile

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ll business su cui tutto il mondo scientifico ed industriale avanzato sta focalizzando, in modo trasversale, la sua attenzione è quello dell'ultrapiccolo, cioè delle nanotecnologie.

ll business su cui tutto il mondo scientifico ed industriale avanzato sta focalizzando, in modo trasversale, la sua attenzione è quello dell’ultrapiccolo, cioè delle nanotecnologie.

Con il termine nanotecnologia si definisce un approccio multidisciplinare alla realizzazione di materiali, di dispositivi e di sistemi, attraverso il controllo della materia su scala nanometrica.

Poichè il nanometro corrisponde ad un miliardesimo di metro, cioè circa un ottantamillesimo di un capello umano, il campo di attività delle nanotecnologie è su sistemi molecolari con pochi atomi, le cui dimensioni siano inferiori ai 100 nanometri.

E' questa un'evoluzione scientifica fondamentale, che cambia in modo significativo, in tutti i campi della scienza e della tecnologia, il modo di approcciare la realizzazione e la manipolazione dei materiali. Le nanotecnologie non si presentano come una nuova scienza, da affiancare a chimica, fisica o biologia, bensì come un nuovo e trasversale modo di utilizzare chimica, fisica o biologia.

Il valore aggiunto radicale delle nanotecnologie consiste nel fatto che operando a livello nanometrico, anche con i materiali tradizionali, è possibile ottenere proprietà diverse da quelle degli stessi prodotti a dimensioni macroscopiche, consentendo, da un lato, di ottenere sistemi con funzionalità e prestazioni migliori, e dall'altro di razionalizzare i consumi energetici e di minimizzare i prodotti di scarto.

 

Applicazioni

I settori in cui l'approccio nanotecnologico è già stato avviato per alcuni processi produttivi sono: sanità, tecnologie dell'informazione, scienze dei materiali, industria manifatturiera, energia, sicurezza, scienze aerospaziali, ottica, acustica, chimica, alimentazione e ambiente.
Sulla base dei prodotti già messi a punto e delle potenzialità che si possono intravedere, è realistico affermare che le nanotecnologie potranno migliorare notevolmente la qualità della vita, la competitività dell'industria manifatturiera e lo sviluppo sostenibile.
Le aziende già attive in tale settore si possono dividere in tre categorie: quelle già in grado di presentare i loro prodotti sul mercato, quelle che ritengono di arrivare a risultati concreti nel giro di qualche anno, ed infine quelle che stanno perseguendo approcci scientifici totalmente innovativi.

Fra i materiali già realizzati ed a disposizione dei consumatori si possono ricordare:

  • materiali ad alta durata per i settori automobilistico e aerospaziale;
  • lubrificanti ad alto rendimento;
  • nanoparticelle per la riduzione degli attriti;
  • trattamento di superfici di parti meccaniche;
  • CD flessibili che possono contenere oltre 20 ore di musica;
  • superfici in tessuto, ceramica o vetro, autopulenti;
  • vetri con trasparenza regolabile elettricamente;
  • vetri iperresistenti al calore, anche per altissime temperature;
  • lamiere nanostrutturate refrattarie ai graffi e alle corrosioni;
  • sistemi diagnostici;
  • vernici particolari, adatte ad impieghi di protezione per muri ed edifici.

 

Sviluppo delle nanotecnologie
Nanotecnologie e nanoscienze non rappresentano solo un approccio innovativo alle scienze e alla ingegneria dei materiali, ma, sopratutto, uno degli strumenti multidisciplinari più promettenti e rilevanti, per realizzare nuovi sistemi produttivi, ritrovati altamente innovativi ed applicazioni ad ampio spettro, nei vari settori della società.
Indicatore dell'evoluzione delle nanotecnologie è il numero delle pubblicazioni e dei brevetti.

Nelle pubblicazioni l'UE figura al primo posto, con una percentuale del 33%, seguita dagli USA, con il 28 %. Nei brevetti sono gli USA a detenere il primo posto, con il 42 %, seguiti dall'UE, con il 36 %.

 

Investimenti

Nel 2003 gli investimenti civili nel settore delle varie organizzazioni governative nel mondo sono stati, secondo le stime della US National Science Foundation (NSF), superiori ai 2700 milioni di euro, così ripartiti:

  • circa 700 milioni negli USA (oltre a 250 gestiti dal Dipartimento della difesa)
  • 720 milioni in Giappone
  • meno di 600 milioni in Europa, inclusa la Svizzera
  • circa 720 milioni nel resto del mondo.

Per il futuro, la crescita della produzione industriale nel settore a livello mondiale viene stimata a 350 miliardi di € per il 2010 per arrivare a 1000 miliardi di € nel 2015, con un fabbisogno di nuove risorse umane, qualificate, superiore ai 2 milioni di addetti.

Sulla base dei prodotti già messi a punto e delle potenzialità che si possono intravedere, è realistico affermare che le nanotecnologie potranno migliorare notevolmente la qualità della vita, la competitività dell'industria manifatturiera e lo sviluppo sostenibile.
Le aziende già attive in tale settore si possono dividere in tre categorie: quelle già in grado di presentare i loro prodotti sul mercato, quelle che ritengono di arrivare a risultati concreti nel giro di qualche anno, ed infine quelle che stanno perseguendo approcci scientifici totalmente innovativi.

Fra i materiali già realizzati ed a disposizione dei consumatori si possono ricordare:

  • materiali ad alta durata per i settori automobilistico e aerospaziale;
  • lubrificanti ad alto rendimento;
  • nanoparticelle per la riduzione degli attriti;
  • trattamento di superfici di parti meccaniche;
  • CD flessibili che possono contenere oltre 20 ore di musica;
  • superfici in tessuto, ceramica o vetro, autopulenti;
  • vetri con trasparenza regolabile elettricamente;
  • vetri iperresistenti al calore, anche per altissime temperature;
  • lamiere nanostrutturate refrattarie ai graffi e alle corrosioni;
  • sistemi diagnostici;
  • vernici particolari, adatte ad impieghi di protezione per muri ed edifici

 

 

Strategia ed obiettivi

La forte espansione delle nanotecnologie a livello mondiale, in America come in Asia e Oceania, dimostra che i tempi sono più che maturi per un'azione europea organica e coordinata, che assicuri il finanziamento congiunto comunitario e nazionale della ricerca fondamentale e di quella applicata, nonché del trasferimento accelerato in nuovi prodotti, processi e servizi.
Lo sviluppo delle nanotecnologie costituisce, infatti, non solo una grande sfida intellettuale e scientifica, ma anche e soprattutto un potenziale balzo in avanti della società nel suo insieme, con fenomeni e processi produttivi che potrebbero venire totalmente modificati, ampliati, o ridimensionati, con effetti (nuove tecniche produttive, nuovi approcci, nuove professionalità) tali da incidere, anche radicalmente, sulle applicazioni finali.

Da sottolineare che relativamente agli investimenti da effettuare, si stima che dopo aver ammortizzato gli alti costi di ricerca, il costo unitario di produzione sarà basso, anche con produzioni di volumi ridotti.

 

Il Tessile
Come noto il settore del tessile/abbigliamento, in particolare con le sue produzioni tradizionali, quando collocato in un contesto in cui il fattore costo è diventato il fattore competitivo prioritario, non può che soffrire della concorrenza proveniente da paesi a basso costo del lavoro.
Tuttavia anche per il settore tessile, per il quale fino a pochi anni addietro sembrava non vi fosse più nulla da scoprire, nuove opportunità di crescita e sviluppo si stanno concretizzando sullo scenario internazionale.
Infatti grazie all’evoluzione ed alla diffusione trasversale delle conoscenze, sviluppatasi fra i diversi settori produttivi con l’affermarsi dell’informatica, anche il settore tessile, si è trovato coinvolto in misura sempre maggiore nello sviluppo di processi a base di nanotecnologie e nell'utilizzo di nanoprodotti.
Applicazioni e sviluppi sono in corso per la realizzazione di materiali per decorazione, con effetto camaleonte, antibatterici, per protezione da UV, per protezione chimica, antifiamma, antistatici, autopulenti, o più in generale con caratteristiche multifunzionali.

Quanto sia l'interesse per le nanotecnologie nel settore tessile è testimoniato dal numero di testi scientifici pubblicati in tutto il mondo, e non solo nei paesi industrializzati: il paese che ha il maggior numero di pubblicazioni e brevetti (33 %) relativi ad applicazioni delle nanotecnologie per il tessile è la Cina, seguita dagli Stati Uniti, ma fra i primi dieci paesi al mondo che stanno lavorando in tale direzione vi sono anche Corea e Hong Kong. Di tale gruppo di paesi l’Italia rappresenta il fanalino di coda ( 1% delle pubblicazioni) insieme a Colombia, Polonia, e Svizzera.

 

Applicazioni nel tessile

Gli utilizzi nell’industria tessile di nanoparticelle, nanocompositi, nanocapsule, nanosfere e nanostrutture consentono di conferire ai tessili tradizionali funzionalità particolari quali antibattericità, idrorepellenza, resistenza allo sporco, antistaticità, ininfiammabilità, caratteristiche anti IR, tingibilità, resistenza meccanica.

  • Nanoparticelle 46%
  • Nanocompositi 14%
  • Nanofibre 12%
  • Nanocapsule 10%
  • Nanostrutture 10%
  • Nanoemulsioni 4%
  • Nanosfere 2%
  • Nanofiltrazioni 2%

 

Già oggi vengono prodotti nel mondo milioni di mq. di tessili performanti, realizzati con processi che possono essere inclusi fra le nanotecnologie.

Relativamente al mercato USA, la ripartizione di tessili trattati con nanoprodotti fra i settori applicativi attuali è la seguente:

  • Abbigliamento 37%
  • Arredamento 39%
  • Tessili Tecnici 24%

 

Prospettive future

I nanomateriali non stanno attraendo solo il mondo della ricerca, ma, per le sue immense potenzialità, l'intero mondo produttivo. Specifiche ricerche di mercato hanno ipotizzato per il prossimo futuro, in determinate segmenti di mercato, una penetrazione del 20% di nanotessili , stimando che per il 2010 valore dei prodotti derivanti da nanotecnologie sarà valutabile in 12 miliardi di dollari.

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