Migliorare l’accesso alle nanotecnologie per fornire materiali ecologici innovativi
La spinta globale alla riduzione delle emissioni di CO2 richiede che determinati settori, tra cui quello dei trasporti, dell’energia e dell’edilizia, agiscano per ridurre la loro impronta di carbonio. Una delle azioni da intraprendere è la sostituzione di materiali pesanti e inefficienti sotto il profilo energetico, oggi utilizzati nella costruzione di infrastrutture e nella produzione di veicoli, con materiali più leggeri e composti polimerici. Le automobili realizzate con materiali più leggeri saranno più efficienti dal punto di vista energetico e i materiali da costruzione che integrano composti polimerici renderanno più celeri i processi di costruzione, riducendo i costi di trasporto e raggiungendo una migliore efficienza energetica complessiva. Tuttavia, una delle principali sfide è garantire che questi nuovi materiali forniscano le prestazioni necessarie sotto il profilo meccanico, elettrico e termico. Questo comporta spesso l’abbinamento di vari materiali, al fine di soddisfare le esigenze dell’industria, e il costo di realizzazione di questi composti polimerici può essere proibitivo.
Portare sul mercato nanotecnologie innovative
È stato questo il punto di partenza del progetto OASIS: «Abbiamo pensato che l’introduzione delle nanotecnologie nei composti metallici e polimerici potesse rappresentare la risposta a questa sfida», spiega Sonia Florez, coordinatrice del progetto OASIS (Open Access Single entry point for scale-up of Innovative Smart lightweight composite materials and components) e collaboratrice dell’azienda spagnola Tecnalia. L’impiego di nanotecnologie nei materiali compositi può renderli multifunzionali, leggeri e robusti, oltre a offrire una serie di vantaggi aggiuntivi quali il miglioramento delle prestazioni meccaniche, delle capacità riscaldanti e antighiaccio, nonché della resistenza al fuoco. «Tuttavia, in Europa abbiamo riscontrato la mancanza di impianti di fabbricazione di prodotti nano-attivati, dotati di controlli di qualità e tracciabilità idonei per la produzione su scala industriale», prosegue Florez. «Inoltre, i costi di investimento di tali impianti di produzione vengono spesso considerati troppo elevati.» Per colmare questa lacuna, il progetto OASIS ha cercato di fornire alle industrie, e in particolare alle PMI, l’accesso a strutture nanotecnologiche all’avanguardia, al fine di stimolare l’innovazione e introdurre nel mercato soluzioni a base nanotecnologica. Gli impianti di produzione esistenti sono stati potenziati con l’incremento dei tassi di produzione e l’implementazione di un maggiore controllo di qualità. Complessivamente, tramite una gara aperta, sono state messe a disposizione delle imprese 12 linee pilota potenziate e i candidati selezionati hanno ottenuto libero accesso a questo ecosistema. «Ci siamo inoltre resi conto che la diffusione delle tecnologie veniva ostacolata dalla mancanza di competenze specialistiche», aggiunge Florez. «Quindi, sono stati offerti servizi di supporto tecnologico e commerciale, per contribuire a stimolare concretamente la commercializzazione di nuovi prodotti leggeri e multifunzionali basati su alluminio e composti polimerici.»
Servizi di supporto tecnologico e commerciale per le nanotecnologie
Anche se l’accesso agli impianti di fabbricazione avanzata rimane un fattore critico per accelerare il processo di innovazione europeo, il progetto OASIS ha mostrato in che modo sia possibile superare determinate strozzature. «L’unicità del banco di prova per l’innovazione del progetto OASIS risiede nel fatto di aver riunito tecnologie e servizi complementari provenienti da numerose organizzazioni di tutta Europa», afferma Florez. «Ciò ha consentito lo sviluppo di prodotti innovativi, la cui realizzazione non sarebbe stata possibile interagendo individualmente con i singoli fornitori di servizi.» I partner del progetto sono riusciti a sviluppare sei prodotti di lancio, grazie all’accesso a 12 linee pilota e ai relativi servizi di supporto tecnologici e commerciali. Tra queste innovazioni vi è l’estrusione inversa nano-attivata, ovvero un processo di fabbricazione che trasforma fibre e resina liquida in plastica rinforzata con fibre, per materiali da costruzione resistenti e leggeri. È stato sviluppato anche un processo per la realizzazione di componenti in alluminio nano-rinforzate per i veicoli elettrici, oltre a un sistema per riparare in modo efficiente i difetti delle strutture composite degli aerei. Queste soluzioni hanno messo in rilievo l’efficacia del banco di prova nella risposta alle esigenze dell’industria e il potenziale delle nanotecnologie nella realizzazione di prodotti all’avanguardia. La gara aperta rivolta a imprese esterne ha portato alla selezione di 11 progetti. «I risultati promettenti emersi da questi “casi-demo” comprendono l’introduzione di nanoparticelle nei rivestimenti per la protezione del calcestruzzo in ambienti ostili e negli involucri leggeri per le batterie aeree», afferma Florez. «Le nanoparticelle sono state impiegate anche per estendere la durata delle macchine idrocinetiche che producono elettricità ecologica, con un impatto positivo sulla frequenza di manutenzione e sostituzione, contribuendo così al raggiungimento di un’energia sempre più “verde”.» L’ecosistema di OASIS, agevolando l’accesso alla produzione di materiali nano-attivati di alta qualità, continuerà a fornire un notevole impulso alla competitività europea. Il banco di prova per l’innovazione aperta ha prodotto un catalogo tecnico commerciale di prodotti e servizi di supporto per le imprese disponibile sulla pagina web del progetto OASIS e un catalogo di organizzazioni ecosistemiche, contribuendo così ad aprire la strada all’eccellenza europea in questo settore.
Parole chiave
OASIS, banco di prova, innovazione aperta, nanotecnologia, CO2, emissioni, carbonio, nanotecnologie, composti polimerici