Innovare con le nanotecnologie

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email

Forse per la prima volta nella storia umana la scienza e la tecnologia si trovano di fronte un’opportunità di dimensioni immense: ovvero la possibilità di manipolare intenzionalmente al livello microscopico quello che la natura ci ha fornito in una sua forma distintiva.

   Le nanotecnologie permettono la manipolazione a livello microscopico degli elementi della natura (fonte giordano.it) 

Le tecnologie che permettono questa manipolazione sono comunemente denominate nanotecnologie. Il primo scienziato che ha avuto la visione delle enormi potenzialità offerte dalle nanotecnologie è stato Richard Feynman, premio Nobel per la Fisica nel 1965, il quale, durante una famosa conferenza tenutasi al California Institute of Technology nel lontano 1959, pronunciò la seguente frase: “There is plenty of room at the bottom” ovvero: c’è un molto spazio sotto. Con sotto, Feynman intendeva il livello più intimo della materia, ovvero la scala dimensionale tipica degli atomi. Feynman di fatto intuì che un giorno sarebbe stato possibile manipolare la materia atomo per atomo, molecola per molecola, aprendo la possibilità di realizzare qualcosa di mai sperimentato prima. Fu necessario attendere sino agli anni ‘90 prima che l’intuizione di Feynman diventasse una realtà: attesa funzionale alla maturazione delle conoscenze ingegneristiche alla base delle manipolazione dei materiali e delle sostanze alla scala dimensionale inferiore ai 100 nm.
Nel campo della ricerca le nanotecnologie sono utilizzate in fisica, in chimica e naturalmente nella scienza dei materiali. Inoltre la ricaduta industriale di queste tecnologie è di grande rilievo già oggi in numerosi settori come la robotica, l’ingegneria chimica, l’ingegneria meccanica. La potenzialità delle nanotecnologie è poi tutt’altro che esaurita, e importanti applicazioni si intravedono anche nelle scienze mediche e nelle tecniche di miglioramento dei prodotti alimentari o della produzione agricola.

Lo scenario degli investimenti nella ricerca
Non è difficile immaginare che le enormi potenzialità offerte dalle nanotecnologie abbiano attratto il forte interesse dei paesi industrializzati e più recentemente anche dei cosiddetti emergenti come la Cina e l’India. Il primo paese che ha sentito il bisogno di dotarsi di strumenti di stimolo e sostegno per la ricerca nel settore delle nanotecnologie sono stati gli Stati Uniti. Durante la presidenza Clinton, gli USA hanno lanciato il Programma Nazionale denominato “National Nanotechnology Initiative-NNI” (www.nano.gov) con lo scopo di finanziare e coordinare gli sforzi della ricerca pubblica e privata in questo settore con un budget cumulato di oltre 14 miliardi di dollari.
Come già accaduto nella storia per altre tecnologie, gli USA hanno avuto un ruolo trainante nello stimolare gli altri paesi a investire denaro pubblico nel settore delle nanotecnologie. La comunità Europea ha reagito prontamente a questo stimolo e durante la scorsa decade ha progressivamente orientato i propri programmi quadro per la ricerca (Framework) a sostegno di questo settore. Fu proprio nel corso del 2006 che la Commissione Europea ritenne cruciale lanciare un piano d’azione per le nanoscienze, pienamente attuato nell’ambito del corrente settimo programma quadro che possiede una dotazione di ben 3.5 miliardi di euro per le nanotecnologie (http://cordis.europa.eu/fp7/home_it.html).
Altro grande paese industrializzato che sta investendo massicciamente nel settore delle nanotecnologie è il Giappone i cui investimenti sono al livello di USA ed ’Europa e dove la componente d’investimento riconducibile ai privati è particolarmente elevata.

   Gli USA hanno avuto un ruolo trainante nello stimolare gli investimenti in nanotecnologie (fonte impresamia.com)

In questo scenario è certo che i paesi ‘economicamente emergenti’ giocheranno un importante ruolo nel prossimo futuro. Ad esempio la Russia ha deciso di implementare una strategia sulle nanotecnologie per mezzo di un programma governativo denominato RusNano (www.rusnano.org) che possiede una dotazione finanziaria di ben 7 miliardi di Euro. Per quanto riguarda la Cina, ha fatto molto scalpore il dato relativo al numero di brevetti che il gigante asiatico ha prodotto nel settore delle nanotecnologie. Il numero di brevetti è cresciuto in modo impressionante assestandosi a ridosso di quanto prodotto da USA e Germania. Da poco più di 4.000 brevetti nel 2005 si è passati a ben 12.000 nel 2009, e questo fatto è riconducibile alla politica degli investimenti che il governo cinese ha implementato nelle nanotecnologie e valutabili in circa 800 milioni di euro nel periodo che va dal 2006 al 2010.

Le nanotecnologie in Italia
Nel settore specifico delle nanotecnologie nel nostro paese sono attivi molti gruppi di ricerca, per lo più appartenenti a organizzazioni pubbliche, che a volte riescono a eccellere a livello internazionale grazie all’ottima qualità dei nostri ricercatori come testimoniato dal notevole numero di pubblicazioni del settore. Nel nostro paese ci sono ottimi teorici e ottimi progettisti, ma dal punto di vista delle infrastrutture tecnologiche la situazione non è adeguata. Inoltre Il settore delle nanotecnologie richiede intrinsecamente un forte coordinamento che è conseguenza dell’elevata interdisciplinarità, coordinamento da attuare per mezzo di uno specifico programma nazionale. Al momento un programma di questo tipo ancora non esiste, anche se va senz’altro rilevato che la sensibilità dell’importanza delle nanotecnologie è molto accresciuta, lasciando ben sperare per uno sblocco della situazione che porti presto alla nascita di un programma di ricerca per il settore delle nanoscienze. Gli Enti Pubblici di Ricerca più attivi nel settore delle nanotecnologie nel nostro paese sono il Consiglio Nazionale delle Ricerche, l’Istituto Italiano di Tecnologia, l’Enea, oltre ovviamente a molte Università e Politecnici.
Dal punto di vista industriale le aziende che nel nostro paese maggiormente investono nel settore delle nanotecnologie sono per lo più i grandi gruppi industriali come ad esempio STMicroelectronics e Finmeccanica, anche se va rilevato un crescente interesse per questo strategico settore anche da parte delle piccole e medie imprese.

   Le aziende che più investono nel settore delle nanotecnologie sono i grandi gruppi industriali (fonte genitronsviluppo.com)

Scenari futuri
Quanto detto finora delinea un quadro generale nel quale vediamo concorrere allo sviluppo del settore nanotecnologico il governo, le aziende, il mercato con un forte ruolo che sarà giocato dall’opinione pubblica. È quindi lecito domandarsi quali potranno essere i modelli evolutivi del settore. L’opinione diffusa è che l’evoluzione futura delle nanotecnologie potrà avvenire secondo quattro possibili scenari che si differenziano tra loro proprio nei comportamenti messi in opera dai summenzionati attori.
Primo Scenario. Nel primo scenario, che possiamo definire come ‘modello statunitense’, la penetrazione nel mercato dei nano-prodotti è sostanzialmente guidata del solo mercato in una logica completamente liberista. In questo senso l’azione del governo si limita a definire e stimolare una macro architettura nella strategia di sviluppo del settore, lasciandone però l’implementazione al mercato. Quest’ultimo opera una sorta di ‘selezione naturale’ garantendo quindi, per un sotto-insieme di nano-prodotti, un ‘successo commerciale sicuro’. Il successo commerciale è quindi il mezzo con cui il consumatore viene convinto della strategicità delle nanotecnologie, rendendo possibile l’avvio di un virtuoso ciclo di amplificazione.
Secondo Scenario. Il secondo scenario vede invece una forte interazione tra governo e industria. In questo caso l’azione del governo è trasversale e include anche interventi di stimolo diretti su particolari applicazioni di interesse nazionale. In questo modo le normative di riferimento vengono meglio definite e si diminuisce il rischio di fallimento nell’introduzione dei nano-prodotti sul mercato. Il successo commerciale anche in questo caso prepara l’opinione pubblica e il consumatore ad accettare le nanotecnologie. In quest’ottica le applicazioni sono fortemente normate e probabilmente i nano-prodotti commerciali saranno quelli per cui l’opinione pubblica è più sensibile, come ad esempio quelli relativi alla salute o alla generazione di energia pulita.
Terzo Scenario. Nel terzo scenario lo sviluppo segue un periodo di completa libertà di azione del governo e dell’industria che operano in maniera quasi indipendente e i consumatori rivolgono grandi aspettative sui ritorni legati ai nano-prodotti. In questa prima fase è sostanzialmente assente un periodo normante che invece viene attuato a valle di probabili crisi innescate da fallimenti ad alto impatto sulla pubblica opinione, come ad esempio l’introduzione di nano-prodotti portatori di danni ambientali.
Quarto Scenario. Nel quarto e ultimo scenario, che è anche il più pessimistico, le aziende non riescono a introdurre nano-prodotti portatori di significative innovazioni. Come conseguenza il mercato non si sviluppa adeguatamente e a questa situazione segue lo sviluppo di una diffidenza generale per le potenzialità offerte dal settore. Il governo prende atto della situazione limitandosi alle azioni di supporto tipicamente attuate nei casi in cui occorre garantire delle politiche ‘di miglioramento’ per prodotti pre-esistenti.
Lasciando al lettore le considerazione del caso, possiamo affermare che, indipendentemente dal modello evolutivo che il settore delle nanotecnologie intraprenderà, la prossima decade riserverà a tutti noi un periodo denso di novità, e non dovremo stupirci se presto vedremo comparire negli oggetti di uso quotidiano un’etichetta riportante la frase ‘nanotecnologie all’interno’.

Nota
Massimo Gentili si laurea in Fisica a Roma nel 1984. Nel 1985 viene assunto dal Consiglio Nazionale delle Ricerche dove si occupa in maniera pionieristica in Italia dello sviluppo delle tecniche di nano ingegneria. Nel 1999 lascia il CNR per passare all’industria e dopo un breve periodo alla STMicrolectronics di Agrate Brianza, entra nel gruppo PIRELLI assumendo la responsabilità del settore di sviluppo e produzione dei componenti nano-fotonici. Attualmente opera come professionista indipendente nel settore dell’innovazione e del trasferimento tecnologico (www.massimogentili.eu) e dal Marzo 2012 e’ anche il Direttore del Centro Materiali e Microsistemi della Fondazione Bruno Kessler di Trento (www.fbk.eu). Rappresenta l’Italia nel Comitato permanente della Conferenza Mondiale sulla Nano Ingegneria, della quale ha curato l’organizzazione della 36esima Edizione che si e’ tenuta a Genova nel mese di Settembre del 2010 (www.mne2010.org).

• 
• Tweet
• Pin It
• Condividi per email