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NOVEMBRE-DICEMBRE 2017
AUTOMAZIONE OGGI 402
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AO
AUTOMAZIONE DOMANI
Foto tratta da www.pixabay.com
uso estensivo, nel tempo e nello spazio, di
materiali classici come quelli derivanti dal
settore petrolchimico e metallurgico ha
portato a un maggiore interesse nei con-
fronti di materiali alternativi, anche e so-
prattutto per le proprietà di questi ultimi.
Nuove sfide in ambito tecnologico necessi-
tano infatti di strumenti innovativi con cui
affrontarle. In questo contesto l’attenzione
è stata gradualmente rivolta verso due
tipologie di materiali, diverse nelle carat-
teristiche e nei processi di sintesi e applica-
zioni, ma simili nell’impatto rivoluzionario
che stanno avendo sulla società: stiamo
parlando dei nanomateriali e dei biomate-
riali. Queste due tipologie di materiali si di-
stinguono dagli altri per quanto riguarda le
dimensioni, nel primo caso, e nel rapporto
con i sistemi biologici, nel secondo.
I nanomateriali hanno dimensioni com-
prese tra 1 e 100 nanometri e ciò li rende
diversi dai materiali più convenzionali, in
quanto, in una scala nanometrica, le pro-
prietà dei materiali risultano modificate a
causa della meccanica quantistica. Oltre a
ciò, la superficie del materiale ricopre un ruolo fondamentale che permette di ampliare
esponenzialmente le potenzialità delle nanotecnologie. I nanomateriali hanno ormai
invaso una grandissima quantità di settori merceologici diversi, passando da quello
che inizialmente poteva sembrare un semplice ‘gioco accademico’ a una vera e propria
esplosione applicativa. Le prorietà uniche dei nanomateriali hanno permesso loro di
trovare utilizzi in campi che vanno dall’elettronica all’energia rinnovabile, passando per
la sensoristica, la cosmesi, la medicina e il packaging: insomma di ‘nano’ hanno solo le
dimensioni. E ciò è vero soprattutto quando osserviamo i dati relativi alle dimensioni
del mercato mondiale multimiliardario dei nanomateriali che per il futuro è stimato au-
mentare con un Compound Annual Growth Rate (CAGR) del 20% circa, in previsione del
2022. Dal punto di vista dell’automazione, i nanomateriali possono ridurre drasticamente
lo spazio necessario a un certo processo, rendendolo anche più veloce. Oppure ancora,
queste caratteristiche peculiari possono portare al compimento di azioni altrimenti im-
possibili, aprendo la strada a nuove tipologie di automazione.
La criticità principale riguardo l’uso dei nanomateriali si riferisce alla loro potenziale tos-
sicità nei confronti dell’uomo e dell’ambiente, che deve essere valutata caso per caso.
Questa problematica è nettamente inferiore quando invece parliamo dei biomateriali,
che per definizione sono costruiti in modo tale da interagire con il corpo umano per
scopi medici. I biomateriali risultano essere prodotti con alto valore aggiunto, portando
il proprio mercato a cifre anche superiori a quelle dei nanomateriali, con un Cagr del
13% in previsione del 2021. Oltre ai biomateriali che si attengono più strettamente alla
definizione, il prefisso ‘bio’ può comunque indicare materiali derivanti dall’utilizzo e lo
sfruttamento di biomasse, principalmente di origine vegetale: al contrario delle risorse
fossili, queste sono in grado di rigenerarsi velocemente, riducendo l’impatto ambientale
del processo. La straordinaria biodiversità che ci circonda può essere fonte di ispirazione
per noi, in quanto osservandola bene sono già presenti tantissimi materiali che possono
venire incontro alle esigenze industriali. In particolare, i biopolimeri trovano molteplici
applicazioni che vanno dall’alimentare alla chimica fine, comprendendo materiali come
le bioplastiche biodegradabili, il cui ridotto impatto ambientale, sia per quanto riguarda
la sintesi sia lo smaltimento, è sicuramente un valore aggiunto. In questo senso, lo svi-
luppo di biomateriali (in ambo i sensi) sta permettendo l’ottenimento di processi sempre
più ottimizzati e sostenibili dal punto di vista ambientale, tecnico ed economico.
Di conseguenza, che il materiale sia ‘nano’, ‘bio’ o entrambi non è particolarmente rile-
vante: sono solo etichette che celano strumenti fondamentali per il progresso tecnolo-
gico futuro.
Nano e bio:
i due prefissi
dei materiali innovativi
L’
Stefano Bertacchi, Nadia Maria Berterame, Paola Branduardi - Galatea Biotech