Nanotec IT

nanotec IT
Centro Italiano per le Nanotecnologie
TESSILE e SALUTE
Biella, 25-26. 03.04
Elvio Mantovani - Nanotec IT
IV Convegno Tessile e Salute - Biella, 25/03/2004
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Centro Italiano per le Nanotecnologie
Nanotecnologie:
La prossima rivoluzione!
Dopo
microelettronica
e
biotecnologia
si
sta
affermando un nuovo paradigma scientifico e
tecnologico che molti ritengono essere una delle
chiavi dello sviluppo e della competizione in questo
inizio del XXI secolo: le nanotecnologie.
Nanotecnologie è un termine collettivo che indica
l‘insieme
dei
metodi
e
delle
tecniche
per
l‘osservazione e la manipolazione della materia su
scala atomica e molecolare, cioè nel range 0.1-100
nm.
Negli ultimi anni, in tutti i maggiori Paesi
industrializzati, ingenti fondi pubblici sono stati
indirizzati a sostegno della ricerca nel campo delle
nanotecnologie e anche nel VI Prgramma Quadro
(FP6), lanciato nel 2003 dalla Commissione Europea,
sono previsti rilevanti fondi a tale scopo.
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Fondi pubblici per R&S nelle nanotecnologie (Milioni di US$)
Worldwide Government Investment ($US Million)
2.500
2.000
1.500
1.000
Japan
500
USA
0
EU
1997
1997
2000
2001
2002
2003
EU
126
200
225
400
1998
Japan
120
245
465
750
1000
1999
USA
116
270
422
604
774
2000
2001
Others
70
110
380
520
2002
Total
432
825
1492
2274
Others
% of 1997
191%
348%
503%
Rif.: Mihail C. Roco, Chair, White House/National Science and Technology Council/Nanoscale Science (2002)
“Others” include Australia, Canada, China, Eastern Europe, FSU, Korea, Singapore, Taiwan and other country with nanotechnology R&D.
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devices
Organic electronics
Materials science
Quantum Physics
Nanoelectronics
Inorganic selfassembly
Carbon nanotubes
Nanotechnology for
functional devices and ITC
Photo-voltaic
Quantum dot LEDs
and lasers
Magnetoresistive devices
Bio-molecular
data processing
Electronics, information
Nanomaterials: bulk,
coating and soft materials
Suspensions and inks
Aerospace
Cosmetics
Textiles
Manufacture
Micro-nano implants
Pharmaceutical
Drug delivery
Food, and beverage
DNA Arrays
Nanobiotechnology
Biological self-assembly
Tool coatings
Nano-tribology
Transport
Miniaturisation
Bio-synthesis of
functional molecules
Nano-composites
Environmental
Bio-sensors
Biochip
Materials supply
Chemical
Energy
Batteries
Colorants
Nano-structured catalysts
Nano-filtration
Nanotechnology for
chemistry and
environment
Energy storage
Bio-catalysis
Molecular biology
Supra-molecular selfassembly
Supra-molecular
chemistry
Rif. EC Commissioner Busquin
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Il potenziale commerciale delle nanotecnologie é considerato enorme ed è attesa una
crescita del mercato esponenziale negli anni a venire.
Previsione del mercato legato alle nanotecnologie
(US$ miliardi)
1'200
1'000
800
600
400
200
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Rif.: Evolution Capital (UK,2001); US Nanobusiness Alliance (US,2001); US Government (2001); US NSTC NSET
sub-committe (2001)
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ALCUNI PRODOTTI NANOTECH SUL MERCATO
Cera altamente performante per sci e snowboard, realizzata con nanoparticelle dalla società tedesca Nanogate
Crema penetrante per la pelle realizzata da L’Oréal, la quale usa un processo mediante nanoparticelle
per incorporare Vitamina A all’interno di capsule polimeriche ed aumentare l’effetto antirughe.
Macchina fotografica digitale Kodak il cui display è realizzato da DuPont mediante OLEDs (organic lightemitting diodes) fatti con films polimerici nanostrutturati.
Lenti protettive e antiriflesso della Smith Sport con rivestimenti polimerici
nanotecnologici realizzati dalla società dell’Ohio Nanofilm
Crema solare di Nucelle, che protegge sia dai raggi UVA che da quelli UVB, il cui maggiore ingrediente è una
sostanza basata su ossido di Zinco nanodisperso creato dalla BASF
Le industrie Babolat ha realizzato una racchetta da tennis hi-tech super leggera e
cinque volte più rigida delle comuni racchette al Carbonio, utilizzando nanotubi di
Carbonio ottenuti dalla francese Nanoledge.
Wilson ha realizzato palle da tennis con il nucleo interno ricoperto da una membrana
creata dalla americana InMat che ritarda la perdita dell’aria e ne raddoppia la vita
rispetto alle comuni palle.
Mercedes Benz utilizza vernici che contengono nanoparticelle di ceramica che garantiscono
caratteristiche di lucentezza e antigraffio superiore alle vernici tradizionali
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LE NANOTECNOLOGIE NELL’INDUSTRIA TESSILE
- fibre idrorepellenti, anti-macchia, anti-piega,
- fibre eco-compatibili e non tossiche per la pelle
- fibre che non stingono
- fibre multi-funzionali (con proprietà termocromiche,
mimetiche, antibatteriche, magnetiche, elettriche,
antifiamma)
Per indumenti e tessuti:
- più leggeri, resistenti, economici;
- traspiranti;
- che inibiscono la crescita di batteri e funghi,
prevenendo il cattivo odore o allergie;
- con caratteristiche specifiche innovative per usi
militari e sportivi.
Per dispositivi anti-falsari e di controllo (tracking)
Giacche da sci e pantaloni sono stati
realizzati utilizzando fibre nanotech
(prodotte dalla americana Nano-Tex)
che
li
rendono
traspiranti,
idrorepellenti, anti-macchia, anti-piega
e con una resistenza e durata
superiori.
Fibre con caratteristiche simili a quelle di
Nano-Tex sono sviluppate in Giappone
dalla Kanebo e in Europa dalla Svizzera
Schoeller.
La Ciba Specialty Chemicals (CSC)sta
sviluppando
fibre
“nanomodificate”
capaci di prevenire la crescita batterica
ed assorbire gli odori.
L’Università del Texas a Dallas ed il Trinty
College
di
Dublino
hanno
descritto
l’ottenimento di fibre da nanotubi di
carbonio con caratteristiche di resistenza
elevatissime e proprietà funzionali come la
capacita di accumulare energia elettrica
L’Institute for Soldier Nanotechnology del
MIT è impegnato nello sviluppo di fibre
nanomodificate per la realizzazione di
abbigliamento militare.
Il Commissario Busquin al Texile High Level Group del 5 Marzo 2004 ha
indicato le nanotecnologie tra le nuove tecnologie da sfruttare per
sviluppare applicazioni high.tech ed aumentare la competitività del
settore.
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In Italia un impegno intenso nel campo delle nanotecnologie è
cominciato piu‘ tardi rispetto ad altri importanti paesi avanzati.
Prima del 2001 non esistevano fondi specifici per la ricerca nelle
nanotecnologie finanziata essenzialmente nell‘ambito di progetti per
la microelettronica e/o materiali avanzati.
Rispetto a Paesi come Germania, Francia o Gran Bretagna i fondi
pubblici per questo settore sono stati sensibilmente piu’ bassi.
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Contributi governativi (e UE) per R&S nelle nanotecnologie
6.3
63
2000
19
39
29
4.4
58
1999
18
35
27
2.6
48
1998
12
32
26
1.7
47
1997
0
Germania
20
10
40
Francia
32
60
80
Italia
MEuro
23
100
120
Inghilterra
140
C.E.
Rif.:European Report on Science & Technology Indicators 2003
Nel VI Programma Quadro (FP6) una larga parte dei 1.3 miliardi di EURO per la
Area Tematca 3 andranno alle nanotecnologie, portando il contributo UE a più di
200 milioni/anno.
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L‘attenzione e l‘impegno per le nanotecnologie sono negli ultimi anni
costantemente aumentati e così pure i finanziamente pubblici.
Nel Programma Nazionale di Ricerca (PNR) presentato all‘inizio
del 2001 circa 44 milioni di Euro sono stati assegnati al Fondo
per le Ricerca Industriale di Base (FIRB) per il periodo 20012003. Una parte rilevante di tali fondi è destinata alle
nanotecnologie.
Le nanotecnologie sono tra i temi prioritari delle linee guida per la
politica di R&S approvata dal Governo Italiano nell’autunno the
Italian 2002 per il PNR 2004-2006.
AIRI ha inserito le nanotecnologie nel suo rapporto 2003 sulle
tecnologie strategiche per l‘Industria Italiana.
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Il Censimento Nanotec IT
Il censimento Nanotec IT ha confermato l‘attuale forte interesse per
le nanotecnologie in Italia.
I maggiori Enti di ricerca pubblici, molte Università e diverse
industrie, grandi e PMI, sono al momento impegnate in questo
campo.
L‘attività si svolge essenzialmente nell‘ambito della ricerca pubblica
ma il ruolo dell‘industria non è marginale.
che Dal censimento risultano impegnate nelle nanotecnologie circa
1200 persone, circa 1000 operano in campo pubblico e circa 200 in
imprese private.
Utilizzando i costi/uomo 2001 per R&S si puo‘ stimare che
attualmente i costi annuali diretti per l‘attività in questo campo si
collocano intorno a 100 milioni di Euro (molto approssimativamente,
circa lo 0.8% del totale delle spese di R&S in Italia).
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Enti di Ricerca Pubblici
Imprese Industriali
CRF
CNR
PIRELLI LABS
STM
INSTM
Grandi
ENITECN.
CSM
INFM
SORIN Cardio
SIAD
INFN
APE RESEARCH
ENEA
M.B.N.
OTHERS
PMI
MICROCOAT
MOMA
OTHERS
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EniTecnologie
nanotec
IT
SAES
Getters
Centro
Italiano
INFM LNF
M.B.N.
per le Nanotecnologie
A.P.E.Research
INFM TASC
Pirelli LABS
SORIN Cardio
SICROTONE
CNR IEIIT
INFM S^3
Research Centre FIAT
CNR ISMN
CNR ISOF
CNR IMEM
CNR ISTM
Kedrion
CNR
INFM
INFN
INSTM
INFM NEST
ALTRI
INFN
IMPRESE
CSGI
CNR IMIP
INFN LNF
CNR IMM
CNR IFN
CNR ISMN
INFM NNL
ENEA
CSM
CNR IMM
CNR IMCB
PRINCIPALI STRUTTURE DI
RICERCA PUBBLICHE ED IMPRESE
IMPEGNATE NELLE
NANOTECNOLOGIE
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STMicroelectronics
Catania
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Centri principali per le nanotecnologie
Centro Italiano per le Nanotecnologie
ISTM
(Roma (2), Padova, Perugia)
ICIS
IMM
(Padova)
(Lecce, Catania, Napoli, Roma, Bologna)
CNR – Consiglio Nazionale delle Ricerche
I numeri delle nanotecnologie al CNR
(No. risposte 15 )
Pubblicazioni: 473
Brevetti: 33
Addetti R&S: 205
Progetti: 100
IEIIT
IMCB
(Torino, Genova, Bologna, Molano,
Pisa)
(Napoli)
ITB
(Milano)
ISMN
(Roma (2), Palermo, Bologna, Montelibretti)
IFN
(Roma, Milano,
Trento)
L’Istituto “G. Colonnetti” (nanometrologia) è stato recentemente unito con l’ Istituto“Galileo Ferraris” per dare
luogo al l’Ente Nazionale per la Ricerca Metrologica (ENRM).
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Centri principali per le nanotecnologie
Centro Italiano per le Nanotecnologie
2 Laboratori Nazionali
(TASC, MDM)
38 Unità di Ricerca
3 Gruppi di Laboratori Coordinati
INFM – Istituto Nazionale di
Fisica della Materia
I numeri delle nanotecnologie all’INFM
(No. Risposte 14 )
Addetti R&S: 369
Progetti: 143
Pubblicazioni: 725
Brevetti: 22
7 Laboratori Regionali
8 Centri R&S
(FIXMED, LAMIA, LYCRIL, LUXOR,
MATIS, SENSOR, SUPERMAT)
(BEC, DEMOCRITOS, S^3, COHERENTIA,
ULTRAS, SMC, NEST, NNL).
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Centri Nazionali di Eccellenza sulle Nanotecnologie
Centro Italiano per le Nanotecnologie
43 Università Italiane
Centro per l’Ingegneria dei
Materiali Nanostrutturati
(Politecnico Milano)
Centro per la preparazione e il
trattamento dei materiali a struttura
organizzata su scala nanometrica per
applicazioni in fotonica, in
optoelettronica e in trasformazioni e
separazioni (Università Calabria)
INSTM – Consorzio Inter-Universitario per la
Scienza e Tecnologia dei Materiali
I numeri delle nanotecnologie all’INSTM
(No. Answers 40 )
Addetti R&S: 400
Progetti: 80
Centro per la preparazione,
sviluppo e caratterizzazione
di materiali e superfici
nanostrutturate
(Università Trieste)
Pubblicazioni: 271
Brevetti: 7
Centro per superfici ed
interfasi nanostrutturate
(Università Torino)
Centro per materiali innovativi
nanostrutturati per applicazioni
chimiche, fisiche e biomediche
(Università Perugia)
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Centri principali per le nanotecnologie
Centro Italiano per le Nanotecnologie
LNGS – Laboratorio
Nazionale Gran Sasso
(L’Aquila)
LNF – Laboratorio Nazionale di Frascati
(Roma)
LNL – Laboratorio Nazionale di
Legnaro (Padova)
INFN – Istituto Nazionale per la Fisica
Nucleare
I numeri delle nanotecnologie all’INFN
(No. Risposte 2)
Addetti R&S: 14
Progetti: 3
Pubblicazioni: 17
Brevetti: 0
19 Sezioni
LNS – Laboratorio
Nazionale Sud (Catania)
(Bologna, ecc.)
11 Gruppi
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nanotec IT
Centro Italiano per le Nanotecnologie
Laboratorio Materiali e
Microsistemi (INFM-CNR,
Politecnico di Torino)
CRIM – Cento di Ricerca
Microingegneria. Scuola S. Anna
(Pisa)
ITC-IRST Divisione Microsistemi
(Trento)
Distretto Tecnologico del
Canavese (Torino)
Altri
I numeri delle nanotecnologie
(No. Risposte 7)
Addetti R&S: 25
Progetti: 20
Sincrotrone Trieste (Laboratorio
ELETTRA)(Trieste)
Pubblicazioni: 4
Brevetti: 0
CSGI (Consorzio per lo sviluppo dei
Sistemi a Grande Interfase)(Firenze)
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Centro Italiano per le Nanotecnologie
Imprese Industriali
Farma/Biomed.
Kedrion
Elettronica
Aurel
Gibertini
Elettronica
Sorin Cardio
STMicroelectronics
A.P.E. Research
Materiali
Automotive
MicroCoat
MDM
ALA Engineering
C.R.F.
ThinFilm
Pirelli Labs
Energia
Champs
EniTecnologie
Pometon
Environment
Park
Servitec
Ioda
C.S.M.
Geal
SIAD
Moma
M.B.N.
Unitec
Trasferimento Tecnologico
Saes Getters
Ambiente
ITC
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Centro Italiano per le Nanotecnologie
Conclusioni
In Italia l‘attività nel campo delle nanotecnologie è attualmente piuttosto
intensa ed in crescita sia nell‘ambito della ricerca pubblica che nell‘industria.
In diverse aree di ricerca ed in alcuni settori di applicazione, in particolare
Salute/Biotech, ITC, Strumentazione e Materiali vi sono anche posizioni di
eccellenza, nondimeno, quando si fa un confronto con gli altri grandi Paesi
Europei come Germania, Francia e GB o anche piccoli, come la Svizzera,
l‘Italia risulta indietro.
Le iniziative promosse negli ultimi anni a sostegno di questo settore vanno
nella direzione giusta per tentare di colmare questa differenza, ma se si
vogliono sfruttare appieno le potenzialità delle nanotecnologie è necessario
incrementare l‘impegno, focalizzando e co-ordinando al meglio le risorse in
uno sforzo che veda coinvolti l’industria, la comunità scientifica pubblica, gli
organi di Governo, analogamente a quanto fatto in molti Paesi industrializzati.
La competitività del sistema Paese puo‘ trarne grande giovamento con il
rilancio ed il riposizionamento di interi settori industriali, compresa l‘industria
tessile.
Nanotec IT darà il suo contributo diffondendo informazioni, favorendo i
contatti ed il dialogo tra ricerca pubblica e imprese, promuovendo iniziative
per la formazione ed il trasferimento tecnologico.
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