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NOVEMBRE-DICEMBRE 2021 AUTOMAZIONE OGGI 434 37 delle attività di ricerca e sviluppo indotte anche qui dalla crisi pandemica. Fatta questa premessa, prendiamo come riferimento in- dicativo i dati pubblicati a marzo 2021 nello studio Global Nanotechnology Industry di ReportLinker, che stima per il mercato delle nanotecnologie un valore di 42,2 miliardi di dollari nel 2020, in crescita prevista a un va- lore rivisto di 70,7 miliardi nel 2026, con tassi Cagr del 9,2%. Più nel dettaglio, il segmento dei nanocompositi dovrebbe arrivare a quota 35,4 miliardi di dollari nel 2026 (crescita Cagr +8,7%), con l’elettronica tra i settori applica- tivi a più forte crescita. Altro settore di punta è quello dei semiconduttori che trarrà grande beneficio dalle proprietà di elevata condutti- vità elettrica dei polimeri nanocompositi. Altri settori utilizzatori saranno quindi il comparto delle costruzioni, l’automotive, IT, energia e packaging. I nanomateriali avranno invece un ruolo importante nel medicale per impie- ghi in prevenzione, diagnostica e trattamento delle malattie. Il mercato nanotecnologico ha toccato i 13,2 miliardi negli Stati Uniti nel 2021, mentre per la Cina si prevede un va- lore pari a 5,1 miliardi del 2026, con crescite annue dell’11,2%. Sono previste forti crescite annue anche per Giappone e Canada, rispet- tivamente +8,1% e +9,4%, mentre in Europa la Germania dovrebbe crescere a un ritmo dell’8,2% annuo fino al 2026. La ricerca stima infine una crescita dei nanotool del 7,1% nel periodo, con un valore di mercato combinato tra USA, Canada, Giappone, Cina ed Europa che ha toccato i 4,1 miliardi di dollari nel 2020, proiettato ai 6,6 miliardi nel 2026. Nanosensori e Nems Nel vasto mondo dell’automazione, un primo grande ambito applicativo delle nanotecno- logie è sicuramente il settore dei nanosensori. I nanosensori offrono la possibilità unica di trasportare informazioni dal mondo nano- metrico a quello macroscopico, rilevando dati e stati dei sistemi a un livello di risoluzione e con una grana nell’ordine dell’infinitamente piccolo. Portando quindi le soluzioni di moni- toraggio in tempo reale a livelli di precisione e finezza estreme. I nanosensori svolgono un ruolo centrale nella microelettronica, dove è sempre più diffusa la tecnologia dei Mems, micro electro mechanical systems, che por- tano funzionalità elettromeccaniche a di- mensioni compatibili con la microelettronica, con consumi di potenza e costi bassissimi. Le dimensioni ridotte aumentano quindi le pos- sibilità di integrazione di sistema, portando in spazi esigui una molteplicità di funzioni. Vantaggio che aumenta con il passaggio dalla dimensione micro a quella nano, per cui la tecnologia oggi si sposta verso i cosiddetti Nems. Una prima applicazione sono qui i sen- sori di natura elettromeccanica usati in auto- mazione per la rilevazione di una varietà di parametri quali pressione, movimento, sen- sori acustici, accelerometri, con un enorme sviluppo avuto per il controllo dell’orienta- mento delle immagini negli smartphone e nei display, sensori di vibrazione per applicazioni industriali e civili. Lo sviluppo di sensori bio- metrici, chimici e fisiologici ha invece aperto vaste opportunità di utilizzo nel medicale, nel fitness e nel monitoraggio ambientale. Qui ad esempio vengono impiegati sensori ambien- tali di gas, luminosità, pressione atmosferica e temperatura per sistemi di monitoraggio a basso costo e molto capillare. Sensori su scala nanometrica possono quindi fungere da si- stemi economici di monitoraggio continuo dell’integrità strutturale per ponti, tunnel e ferrovie. Nanoelettronica e nanosensori inte- grati in dispositivi di comunicazione possono pure supportare infrastrutture di trasporto avanzate, in grado di comunicare con i si- stemi elettronici nei veicoli per mantenere la traiettoria, evitare collisioni e gestire la con- gestione del traffico sulla rete stradale, aggiu- stando la rotta di navigazione in tempo reale. In Italia, a giugno 2021 è stata annunciata in particolare una collaborazione tra il Politec- nico di Milano e STMicroelectronics, per la realizzazione della più grande camera bianca del nostro Paese per il PoliFab, centro d’ec- cellenza per la ricerca industriale dedicata ai Mems, alle micro e nano tecnologie del Poli- tecnico milanese. Un laboratorio aperto alle aziende dove progettare prodotti di domani per sensori e tecnologie Mems. Verso l’IoNT Lo sviluppo dei nanosensori avrà un cruciale impatto sul futuro dell’IoT, che proseguendo nel trend della miniaturizzazione va nella di- rezione dell’IoNT, l’internet delle cose sulla nanoscala. L’IoNT non si differenzia dall’IoT tanto per impieghi e utilizzi, quanto per la dimensione nanometrica dei dispositivi che sfrutta per la raccolta e la trasmissione dei dati. Ricevendo informazioni con una risoluzione molto più granulare, diremmo molecolare, fornendo insight approfonditi e con livelli di dettaglio che solo la penetra- zione abilitata dai nanosensori può offrire. Una rete IoNT è tipicamente composta da nano-nodi e da nano-router, dispositivi con capacità computazionale superiore ai nano- nodi e che funzionano da aggregatori delle informazioni nella rete IoNT. Questi svolgono anche la funzione di controllo delle attività dei nano-nodi, scambiando comandi di con- Foto fonte shutterstock.com