Il P. I. N. C., Programma di Nanotecnologie Chimiche: come assicurare al Paese la co-leadership in Europa




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Osservatorio per il settore chimico








Centro di Cultura per l’Ingegneria delle Materie Plastiche

Il P.I.N.C., Programma di
Nanotecnologie Chimiche:
come assicurare al Paese
la co-leadership in Europa



5° Stato di avanzamento


Milano, settembre 2006


<
chemists with “device driven” ingenuity.>>


Prof. Roald Hoffmann

Premio Nobel per
la Chimica,
1981

Indice


Elenco dei

Nominativi.


Sintesi.


Tecnologie e

mercati.


Lo sviluppo delle

Nanotecnologie.


Politiche di R&S e

Partnership pubblico – private.


Il territorio e il ruolo

dell’Industria.


Le potenzialità delle

Nanotecnologie in Italia.


Il Programma

“P.I.N.C.”.


Prossimi

Passi.


Allegati.


ELENCO DEI

NOMINATIVI.



  • Gruppo dei Partecipanti al P.I.N.C.




  • Gruppo di Lavoro del P.I.N.C.

1. Gruppo dei Partecipanti al P.I.N.C.


Istituzione / Società

Luogo

AIDIC – Associazione Italiana di Ingegneria Chimica

Milano

AIRI/Nanotec IT

Roma

Centro Sviluppo Materiali S.p.A.

Roma

CNR – Dipartimento di Progettazione Molecolare

Roma

Centro di Biomedicina Molecolare S.c.r.l.

Trieste

Centro di Cultura per l’Ingegneria delle Materie Plastiche

Torino

C.I.M.A.I.N.A.

Milano

Federchimica

Milano

Fort Business Advisor S.r.l.

Bologna

Finlombarda Gestioni SGR SpA

Milano

INSTM - Politecnico di Torino

Torino

Osservatorio per il Settore Chimico

Roma

Università di Bologna

Bologna

Veneto Nanotech s.c.p.a.

Padova








2. Gruppo di Lavoro del P.I.N.C.

Istituzione / Società

Nominativo

AIDIC – Associazione Italiana di Ingegneria Chimica

Enrico Bardone

AIDIC – Associazione Italiana di Ingegneria Chimica

Angelo Chianese

AIDIC – Associazione Italiana di Ingegneria Chimica

Aurelio Viglia

AIRI – Associazione Italiana per la Ricerca Industriale

Guido Frigessi di Rattalma

Anesti Ltd

Eutimio Tiliacos

Basell Poliolefine Italia SpA

Luca Scanavini

Bemberg Cell SpA

Elisa Mantero

Bemberg Cell SpA

Andrea Seghizzi

Bracco Imaging S.p.A.

Fulvio Uggeri

Centro Sviluppo Materiali S.p.A.

Ilaria Salvatori

CNR – Dipartimento di Progettazione Molecolare

Giuseppina Padeletti

Colorobbia SpA

Giovanni Baldi

Centro di Biomedicina Molecolare Scrl

Luca Escoffier

Centro di Cultura delle Materie Plastiche

Giovanni Camino

Deco Industrie SpA

Vito Di Chiaro

Enitecnologie SpA

Roberto Millini

Federchimica

Dania Della Giovanna

Federchimica

Sergio Treichler

Finlombarda Gestioni SGR SpA

Alberto Trombetta

Hexion Specialty Chemicals SpA

Damiano Beccaria

Innogest Sgr

Pietro Busnardo

Innogest Sgr

Claudio Giuliano

2. Gruppo di Lavoro… (segue)

Ente / Società

Nominativo

INSTM - Politecnico di Torino

Laura Montanaro

INSTM - Università di Messina

Gabriele Centi

INSTM - Università di Milano Bicocca

Giorgio Pagani

INSTM - Università di Torino

Bice Fubini

IPI – Istituto per la Promozione Industriale

Vincenzo Zezza

Labor Srl

Marco Mescia

LIUC

Raffaella Manzini

Mavi Sud Srl

Pierfrancesco Morganti

META Group - Fondo Ingenium

Maurizio Borghi

META Group - Fondo Ingenium

Maria Augusta Mancini

Nanotec IT

Elvio Mantovani

OFI SpA

Alberto Donati

Osservatorio per il Settore Chimico

Pinella Aurigemma

Pino Venture Partners SpA

Sonia Dehò

Politecnico di Torino

Giovanni Camino

Quantica SGR

Roberto Aguiari

RTC Srl

Luciano Privitera

SCI – Società Chimica Italiana

Renato Bozio

SC Sviluppo Chimica SpA

Paolo Manes

Solvay Solexis SpA

Vincenzo Arcella

Unicredit Banca Mobiliare

Gian Marco Migliavacca

UNIPRO

Giancarlo Melato

Università di Bologna

Nicola Ballarini

Università di Milano

Marina Marinovich

Veneto Nanotech s.c.p.a.

Iolanda Olivato


SINTESI.


TECNOLOGIE

E MERCATI.


Tav.1 – Le categorie e i prodotti delle Nanotecnologie.



TECNOLOGIE (per le definizioni, vedi Glossario in Allegato 1)

Alcune categorie tecnologiche

Alcuni prodotti

Fullerenes

Nanostructured metals and alloys

Single-walled and multi-walled carbon nanotubes

Nanostructured polymer

Nanowires

Nanostructured composites

Selfassembled molecular systems

Nanostructured ceramics

Nanoparticles:

Nanostructured thin films

- Nanopowders

Nano-multilayer and coatings

- Nanocapsules

Nanoporous materials

- Nanoclays

Nanofibers

Quantum Dots

Dendrimers




Nanodiamonds




Supramolecular systems




Bio-nano structures




Nanoemulsions









Fonte: Wellcome Trust; P.I.N.C.

Tav. 2 – Mercati potenziali per le Nanotecnologie.


MERCATI

Settore (*)

Alcune applicazioni / Alcune informazioni

DA- Food & Beverage

Nanocomposites for plastic film coatings used in food packaging; Functional food; Nanotechnology-based antigen detecting biosensors for identification of pathogen contamination;

Materiali che memorizzano il ciclo del freddo.

DB - Tessile e dell’abbigliamento

Smart uniforms (Nanopolymers can be sprayed on to a soldier, to form a suit without seams; Mimetic camouflage);

Properties as wind proofing and water proofing, guarding against electrostatic discharges;

Sviluppo di performances tecnologiche;

Antifiamma, antibatterici e antiUV, autopulenti, confort termico, barriere contro radiazioni elettromagnetiche;

Articoli sportivi.

DG - Prodotti chimici e fibre sintetiche e artificiali, di cui:




Farmaceutica

Antibiotics and ointments (Wound dressings that exploit the antimicrobial properties of nanocristalline silver);

Nanocapsules, liposomes, dendrimers, buckyballs, nanobiomagnets for slow and sustained drug release systems, targeted to specific sites in the body. Drug delivery – hyper thermal effect (trattamento antitumorale targettato).

Cosmetica

Cleaners (Biossido di titanio come trattamento removibile di superidrofilicità e autopulenza);

Cosmetics and sunscreen (Nano-titanium dioxide and zinc oxide can adsorb and reflect UV light, while also being transparent to visibile light. Cosmetics that slowly release vitamins are in development. Biossido di titanio funzionalizzato in superficie, drogato o meno).

Chemicals

Catalysts (Fotocatalisi – demolizione di inquinanti in fase liquida e gassosa);

Materie plastiche;

Coatings for automotive e aerospace (Utilizzati per ridurre l’usura, abrasione e la corrosione ed il trasferimento termico);

Coating, Sealants, Paints;

Adhesives; Refractors;

Nanoporous zeolites for slow-release and efficient dosage of water and fertilizers for plants, and of nutrients and drugs for livestocks;

Nanocapsules for herbicide delivery;

Antiparassitari e antibatterici (biossido di titanio nanostrutturato).

DH - Articoli in gomma e materie plastiche

Tyres.

DI - Prodotti della lavorazione di minerali non metalliferi

Abrasives;

Ceramics;

Vetri e ceramiche per l’abbattimento degli inquinanti; vetri antiriflesso;

Nanomolecular structures to make asphalt and concrete more robust to water seepage;

Heat-resistant nanomaterials to block ultraviolet and infrared radiation;

Self-cleaning surfaces.

DK - Macchine ed apparecchi meccanici

Weapons;

Nanoactuators and nanomotors;

Structural materials (Lightweight and more resistant vehicles).

Fonte: Foresight Institute; OECD; Allianz; Plos Medicine; Wellcome Trust; P.I.N.C.

Tav. 2 – Mercati potenziali… (segue).


MERCATI

Settore (*)

Alcune applicazioni / Alcune informazioni

DL - Elettronica e ICT

Surveillance (Detectors and detoxifiers of chemical and biological agents; miniaturised surveillance systems);

Sensors; nems and mems (Sensori di pressione, di flusso, mediante nanotubi piezoelettrici); micro Systems Technology (MST);

Sensors for labs-on-a-chip (Nanoliter systems; Magnetic nanoparticles as nanosensors);

Self diagnostics for use in the home and working areas;

Detection, analysis; discovery and toxicology (Nanosensor arrays based on carbon nanotubes; Quantum dots for disease diagnosis);

Electronics and electromechanical system; nems and mems (Ultra small and capable robotic systems);

Nanosensors for soil quality and for plant health monitoring;

Photolithography;

Printing;

Electronics, optoelectronics;

Quantum computing;

Wireless technologies;

Optical transmission;

Optical switching;

Displays;

Bio-compatible materials (Replacement for body parts and fluids. Materiali bioinerti e bioattivi);

Sunglasses antiappannanti;

Nano spintronics.

DM - Mezzi di trasporto

Lightweight and more resistant space vehicles;

Catalytic converters and fillers.

E + DF - Energia

H2 and natural gases storage (Safe storage of H2 for use as a clean fuel; Novel hydrogen storage systems based on carbon nanotubes and other lightweight nanomaterials);

Fuel Cells; Solar Cells (Carbon nanotubes in composite film coatings for solar cells);

Rechargeable batteries;

Lighting;

Energy savings;

Smaltimento più efficiente del calore;

Combustibili (Economic energy and management);

Fuel Lubricants.

O - Ambiente

Decontaminazione di siti inquinati da sostanze tossiche medianti filtri fotoattivati da ossido di titanio nanoparticellare;

Selective membranes that can filter contaminants; traps for removing pollutants from industrial effluents; reduced sources of pollution;

Nanomembranes for water purification, desalination, and detoxification.

(*) Secondo Codice ATECO


Fonte: Foresight Institute; OECD; Allianz; Plos Medicine; Wellcome Trust; ; P.I.N.C.


Tav. 3 – Le principali strumentazioni e le principali tecniche di produzione.

Area

Dettagli

Definizioni

Strumenti

Microscopy

Electronic Microscopes: based on images obtained from secondary, back-scattered and transmitted electrons (scanning electron microscope and transmission electron microscope)

Scanning probe microscopes: based on the use of probes scanning the sample surfaces in order to obtain morphology images and to manipulate surfaces too (atomic force microscope and scanning tunnelling microscope)

Dual Beam Systems

For 3D microscopy and analysis serving material characterization, industrial failure analysis and process control applications. They are designed to deliver integrated sample preparation and microanalysis below 1nm for high throughput semiconductor and data storage fabs and materials science and life science labs.

Focused Ion Beam

Utilize a finely focused beam of gallium ions operated at low-beam currents for imaging and at high-beam currents for site-specific milling. Their versatility make them popular for a wide variety of applications, including advanced circuit edit, repair of semiconductor photo masks and revealing below-the-surface defects in advanced materials and devices.

Rifrattometro ai raggi X (XRD)

?

Analizzatore di area superficiale (BET)

?

Ossidazione a temperatura programmata (TPO)

Analisi sul contenuto di carbonio.

Tecniche di sintesi

Sol – gel technology

Sol gel materials produced by chemical precipitation and used for coating, sensors, ceramic powders, etc.

Lithography

Use of controlled chemical, physical etching procedures and electron beams removal in order to create patterned surfaces.

Electroplating

Create material layer-by-layer, atom-by-atom. By inducing an electric field with an applied voltage, charged particles are attracted to the surface of a substrate where bonding will occur.

Chemical Vapour Deposition

Use of a mix of precursors and reactive gases that, taking advantage of thermodynamic principles, migrate to the substrate and then bond to the surface at suitable temperature and pressure conditions. Si ottengono nanotubi come deposito carbonioso sul catalizzatore.

Molecular self-assembly

One way is to use attractive forces like static electricity, Van der Waals forces, and a variety of other short-range forces to orient constituent molecules in a regular array.

Plasma Spray Synthesis

Deposition methods that uses Ar-H2 hot plasma gas for melting, accelerating and spreading ceramic and metallic particles onto a surface to produce a thick coating.

Sintesi idrotermale

Processo che avviene in acqua o in soluzioni a caldo e sotto pressione e che permette di ottenere polveri estremamente pure.

Sintesi idrotermale a microonde

Drastica riduzione dei tempi di lavoro; ciò che con la sintesi idrotermale convenzionale si ottiene in 12 ore, in idrotermale attivata da microonde si ottiene in 5 ore.

Ball Milling

Macinazione attraverso sfere per ottenere polveri nanometriche.

Sinterizzazione

Trattamento termico di un compatto di polveri al di sotto del punto di fusione del componente principale. Rimozione della porosità tra le particelle della polvere di partenza, combinata con la crescita delle particelle e la formazione di robusti collegamenti (colli) tra di esse.

Steppers

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