La rivoluzione dei nanometri

La rivoluzione nano

Di Sarah Fister Gale

Negli ultimi anni, la rivoluzione della nanotecnologia è passata da grandi idee a una realizzazione commerciale. I produttori di diversi settori, dalla farmaceutica e assistenza sanitaria alle verniciature, semiconduttori e microelettronica, stanno riconoscendo l'impatto attuale e futuro che i nanomateriali possono avere sui loro prodotti.
I nanomateriali offrono grandi promesse per una nuova generazione di prodotti perché forniscono maggiore resistenza, pesi inferiori e attributi più facilmente solubili rispetto a quanto si sia mai visto nei materiali convenzionali.
?La nanotecnologia non è un mercato o un'industria nuova? è una tecnologia abilitante che migliora molti tipi di prodotti,? osserva Jurron Bradley, analista senior di Lux Research, fornitore di consulenza strategica e intelligence per tecnologie emergenti, con sede a New York. ?La trovi nelle verniciature che aumentano l'efficienza dei motori delle automobili, nelle finiture nano-abilitate che proteggono dispositivi elettronici, e nelle riformulazioni nanoparticolari che rendono più efficaci i farmaci per ridurre il colesterolo. Queste innovazioni non sono sempre visibili ai consumatori, ma migliorano i prodotti e aumentano i margini. Per questo motivo, l'uso dei nanomateriali continuerà a crescere.?
Il mercato ha visto una crescita rapida recente, con grandi aspettative per il prossimo futuro, dice Bradley. Nel suo rapporto recentemente pubblicato, ?Stato del mercato dei nanomateriali Q3 2008: Successo silenzioso, impatto ampio?, Lux stima che la nanotecnologia sia stata incorporata in prodotti del valore di 1,4 trilioni di dollari nel 2007, rispetto ai 497 miliardi del 2004, rappresentando un tasso di crescita annuale composto del 41%. La società di ricerca si aspetta che questa cifra cresca a un tasso annuo composto del 14% fino al 2015, raggiungendo 4,0 trilioni di dollari in beni prodotti in quell'anno.
Il rapporto osserva che la nanotecnologia consolidata — che include oggetti e dispositivi su scala nanometrica basati su processi e tecnologie di lunga data, come chip semiconduttori con caratteristiche nanometriche e particelle su scala nanometrica come il nero di carbonio — domina il mercato attuale, rappresentando 1,3 trilioni di dollari dei 1,4 trilioni di output di produzione abilitata dalla nanotecnologia nel 2007. Entro il 2015, Lux si aspetta che la nanotecnologia emergente — nuovi materiali attualmente in fase di sviluppo — assuma il ruolo principale, rappresentando 3,1 trilioni di dollari dei 4,0 trilioni di output.
Il settore dei materiali e della produzione ha visto il maggiore impatto man mano che la nanotecnologia si è diffusa in intermedi come vernici e compositi per prodotti come automobili ed edifici; seguono l'elettronica con 35 miliardi di dollari provenienti da applicazioni nanotech emergenti in campi come display e batterie, mentre l'assistenza sanitaria ha registrato 15 miliardi di dollari di ricavi, guidati da applicazioni farmaceutiche.
?Stiamo vedendo molta crescita nei settori dell'elettronica e dell'IT,? dice Bradley. ?I produttori devono ancora dimostrare che la tecnologia è praticabile, ma stanno vedendo un'accettazione molto maggiore.?  ...
http://cr.pennnet.com/display_article/339456/15/ARTCL/none/Feat/1/The-nano-revolution/

Ma è sicura?
Una raffica di rapporti di ricerca e studi che attirano l'attenzione e avvertono dei pericoli dei nanomateriali da parte di gruppi di interesse speciale, come il Project on Emerging Nanotechnologies e Friends of the Earth, ha attirato molta attenzione mediatica negli ultimi anni, suscitando timori tra i consumatori riguardo ai nanomateriali rischiosi nei loro prodotti e chiedendo cautela ai produttori incerti se rischiare di usare un prodotto che potrebbe avere conseguenze dannose percepite o reali. Anche quando questi materiali vengono dimostrati sicuri, la percezione pubblica dei rischi può avere effetti negativi persistenti sulla commerciabilità, in particolare per i prodotti venduti direttamente ai consumatori.
?C'è ancora molta preoccupazione riguardo alle nanoparticelle,? osserva Harry Way, direttore tecnico di Netzsch Fine Particle Technologies, produttore di tecnologie di processo avanzate per nanomateriali con sede a Exton, PA. ?In realtà, però, siamo tutti stati esposti alle nanoparticelle fin da quando bruciamo le cose.?  ?
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Sotto controllo
Mentre gli organismi di normazione valutano e definiscono questioni di sicurezza e misurazione, aziende come Unidym Inc. a Menlo Park, CA, stanno sviluppando i propri metodi interni per monitorare e controllare i nanomateriali nell'ambiente di produzione. Unidym produce CNT di alta purezza, di livello elettronico, lunghi da 2 a 5 μm, utilizzando un processo di deposizione chimica in fase vapore (CVD) interno, completamente scalabile e proprietario.
?La sfida originale con i nanotubi di carbonio era la disponibilità,? dice Glen Irvin, vicepresidente dei prodotti, che sottolinea come Unidym sia riuscita a raggiungere una produzione su scala commerciale utilizzando un processo CVD che coinvolge la miscelazione di un gas contenente carbonio con un substrato rivestito di catalizzatore a temperature elevate. Gli atomi di carbonio si separano dal gas idrocarburico e si attaccano alle particelle di catalizzatore e ad altri atomi di carbonio formando nanotubi di alta qualità. ... http://cr.pennnet.com/display_article/339456/15/ARTCL/none/Feat/1/The-nano-revolution/

Sfide dei filtri
Non tutti i produttori sono avanzati come Unidym o Entegris nella capacità di creare e controllare materiali su scala nanometrica a livello commerciale, nota Glen Fricano, vicepresidente dello sviluppo commerciale di Infotonics, un'organizzazione no-profit che promuove lo sviluppo, la fabbricazione e l'imballaggio di microsistemi MEMS/NEMS su scala commerciale a Canandaigua, NY.
?La sfida più grande che affrontano molti produttori riguarda i sistemi di filtrazione,? dice. ?Le tecnologie di filtrazione esistenti non impediscono ai nanoparticelle di passare. La dimensione dei pori semplicemente non è abbastanza piccola.?
Questo è particolarmente vero per i sistemi di filtrazione dell'acqua. Se le nanoparticelle di silicio non possono essere filtrate, i produttori affrontano barriere al riciclo e allo smaltimento dell'acqua di processo, oltre a rischi per dispositivi elettronici delicati a base di nanomateriali che possono essere contaminati da particelle indesiderate.
Fricano osserva che molte aziende di filtri stanno lavorando per sviluppare filtri migliori per i nanomateriali che possano filtrare le particelle a scala nanometrica. ?
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Guardando avanti
Nei prossimi anni, i nanomateriali diventeranno comuni nelle operazioni in camere bianche, lasciando ai produttori il compito di trovare le strategie migliori per gestirli in modo da controllare i costi e ottimizzare i rendimenti.
Nuovi standard e linee guida delle agenzie governative aiuteranno a guidare questo processo, ma nel frattempo, suggerisce Irvin di Unidym, le aziende possono beneficiare di collaborazioni con esperti del settore e imparare dalle operazioni di camere bianche esistenti. ?
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