Continua da parte della rete RIDITT (Rete Italiana per la Diffusione dell’Innovazione e il Trasferimento Tecnologico alle imprese –
www.riditt.it la segnalazione di tecnologie messe a punto dai principali laboratori e centri di ricerca italiani e a disposizione delle imprese per affrontare le crescenti sfide di competitività, in una logica di sistema.
Da ormai due anni infatti l’IPI (Istituto per la Promozione Industriale) gestisce e promuove il Programma RIDITT (vedi box pagina seguente), sostenuto dal Ministero delle Attività Produttive e finalizzato a favorire il networking tra gli operatori pubblici e privati per la diffusione dell’innovazione e il trasferimento tecnologico, con particolare attenzione alle PMI. La rete RIDITT è diventata un naturale punto di riferimento per gli operatori in tale ambito e costituisce un osservatorio sulle tecnologie e sugli ambiti di ricerca emergenti nel panorama italiano, con particolare riguardo alle applicazioni di interesse industriale.
Di seguito vengono quindi presentati due esempi di tecnologie, sviluppate in centri di ricerca nazionali e in corso di applicazione presso alcuni settori fondamentali del sistema produttivo italiano, ma con ampie potenzialità di applicazione anche ad altri settori. In particolare una applicazione concreta delle nanotecnologie per la realizzazione di attuatori a memoria di forma nell’industria meccanica ed una tecnologia dell’area chimica-materiali, applicata al settore conciario e calzaturiero.
Nanotecnologie “intelligenti” : muovere senza motore
Regolare automaticamente la posizione del sedile di una automobile o lo specchietto retrovisore, azionare l’apertura degli sportelli di un frigorifero o spostare la posizione dei cestelli di una lavastoviglie, senza l’uso di motori elettrici. Questi sono solo alcuni esempi delle potenzialità offerte dagli attuatori basati su leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloys – SMA). Nell’ambito delle attività di “scouting” di tecnologie innovative svolte da RIDITT, è stata segnalata dall’Ente Microsistemi del Centro Ricerche Fiat (Ing. Francesco Butera, della Direzione Tecnologie Innovative di Prodotto) questa soluzione basata sull’impiego delle nanotecnologie per la realizzazione di materiali intelligenti (Smart Materials) che il centro di ricerca ha brevettato e mette a disposizione delle imprese, prevalentemente dei settori della meccanica e della produzione di caldaie ed elettrodomestici. Gli “Smart Materials” sono materiali in grado di compiere una azione meccanica, o di restituire un segnale elettrico, se opportunamente stimolati dall’esterno attraverso variazioni di temperatura, di campo elettrico o magnetico, deformazioni o stress meccanici. In particolare le leghe a memoria di forma sono composti intermetallici caratterizzati da una “trasformazione martensitica termoelastica reversibile”, cioè in grado di deformarsi macroscopicamente se riscaldate, generando elevate forze di attuazione. Inoltre, grazie a questa trasformazione di fase, le leghe SMA presentano anche caratteristiche interessanti in termini di pseudoelasticità e capacità di smorzamento. Tutti questi aspetti oltre a conferire al materiale le più svariate proprietà funzionali si prestano alla applicazione pratica delle nanotecnologie per la miniaturizzazione di componenti tradizionalmente realizzati con l’impiego di motori elettrici. Infatti, utilizzando le leghe a memoria di forma, è sufficiente un filo di pochi millimetri di diametro per realizzare un movimento lineare con forze elevatissime. Inoltre, essi consentono di ridurre notevolmente l’ingombro ed il peso dei componenti stessi, ma soprattutto di realizzare sistemi meno complessi e dotati di prestazioni migliorate in termini di rumorosità ed emissioni elettromagnetiche, affidabilità, operatività in ambienti ostili, basso costo.
In questo campo che comprende anche fluidi magnetoreologici, ceramiche e polimeri piezoelettrici, polimeri elettroattivi, nanotubi di carbonio e compositi magnetici, il CRF ha al suo attivo oltre 60 domande di brevetto internazionali che può mettere a disposizione di imprese grandi e piccole, di tutti i settori industriali.
Dalla pelle per la pelle : microcapsule da indossare
Nel quadro delle attività correnti della rete RIDITT per promuovere l’interazione tra il sistema della ricerca e l’industria, sono stati organizzati, nel corso dell’ultimo anno, diversi incontri tra associazioni imprenditoriali e rappresentanti del mondo scientifico. Nel corso di uno di tali incontri, particolare interesse ha riscosso la tecnologia proposta dal Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione dell’Università Federico II di Napoli (Prof. Cosimo Carfagna) per la applicazione delle tecniche di microincapsulazione ai processi di concia e in generale alla produzione di calzature e prodotti in pelle.
La microincapsulazione infatti è una tecnica che trova già largo impiego nel settore farmaceutico, dove il rilascio controllato di farmaci da microcapsule a membrana polimerica è ormai una pratica consolidata. Recentemente però anche altri settori quali quello agroalimentare e dell’imballaggio, stanno cogliendo l’opportunità di introdurre tale tecnologia nei propri prodotti. In particolare, negli ultimi anni, il settore tessile si è già orientato alla realizzazione di capi di abbigliamento contenenti microcapsule per il rilascio di sostanze ad azione specifica durante l’utilizzo dell’indumento. Il settore conciario e quello calzaturiero, che si trovano a fronteggiare problemi analoghi a quelli del tessile, possono trovare in questa tecnologia una soluzione per la produzione di pelli funzionalizzate al fine di rendere il prodotto più competitivo e innovativo sul mercato.
L’idea innovativa è quella di inglobare nel pellame delle capsule in grado di rilasciare sostanze quali:
olii nutrienti, allo scopo, da un lato, di preservare nel tempo l’elasticità del pellame e, dall’altro, di svolgere un’azione cosmetica e medicale quando introdotti in capi leggeri a contatto diretto con l’epidermide umana;
antiossidanti, per catturare i radicali liberi responsabili della scissione del doppio legame degli azocomposti, conferendo più lunga durata al colore;
antibatterici e antibiotici in grado di prevenire affezioni della cute e inibire la produzione di muffe e cattivi odori nei pellami;
Tali funzioni, rappresentano solo degli esempi, laddove spaziando dalla produzione di pelli per divani e altri articoli domestici, ai sedili e rivestimenti per automobili, fino alla realizzazione di capi di abbigliamento, borse e scarpe, sono molteplici gli attributi che possono essere abbinati ad un manufatto in pelle, tramite la tecnologia della microincapsulazione. Infatti, per fare un altro esempio, l’effetto deodorizzante in una calzatura può essere raggiunto mediante l’uso di ciclodestrine in grado di assorbire gli odori, piuttosto che emettere fragranze profumate.
Un progetto di innovazione basato su tale tecnologia si articola normalmente in quattro fasi principali:
individuazione delle funzioni da attribuire al prodotto;
individuazione dell’additivo da microincapsulare;
messa a punto della procedura di microincapsulazione, cioè scelta della tecnica ottimale di microincapsulazione, tra “polimerizzazione interfacciale”, “coacervazione” e “spray drying”.
ottimizzazione della procedura di additivazione delle pelli (cioè della modalità per aggraffare le microcapsule sfruttando i gruppi funzionali presenti sulla superficie polimerica delle particelle stesse, mimando così l’azione del conciante il cui ruolo è proprio quello di fungere da ponte tra gruppi appartenenti a catene peptidiche diverse).
Come si vede dall’ultima fase descritta, l’applicazione di questa tecnica consente anche di ridurre le quantità di concianti tradizionali impiegati, il che si traduce poi in una riduzione di costo, oltre che in un evidente riduzione dell’impatto ambientale.
