Che cosa sono le nanotecnologie e quali sono le applicazioni?

Nanotecnologie: il futuro della produzione

Le nanotecnologie costituiscono una serie di tecniche e metodi per la manipolazione della materia su scala dimensionale inferiore al micrometro. Un nanometro è pari ad un milionesimo di millimetro, mentre un micrometro ha un valore compreso tra 1 e 100 nanometri, infinitamente piccolo.

nanotecnologie

Queste tecniche consentono di manipolare qualsiasi materiale modificandone la composizione, la disposizione molecolare o atomica, dando modo di sviluppare prodotti e dispositivi nanotech del tutto nuovi attingendo a discipline come la chimica, la fisica, la scienza dei materiali, la biologia molecolare, l’ingegneria elettronica.

Non è solo una questione di dimensioni: il mondo nanotech, nel ridurre le dimensioni, è in grado di cambiare le caratteristiche fisiche, strutturali e chimiche dei materiali tanto da creare materiali dalle proprietà inedite.

I nanomateriali possono avere proprietà assenti nelle forme naturali del materiale, che hanno rivoluzionato settori come la chimica, edilizia, medicina, elettronica, beni di consumo, risparmio energetico.

Nanotecnologie: dove nascono i nanomateriali?

Nel 1959, il premio Nobel per la fisica Richard Feynman evidenziò la possibilità di realizzare dispositivi composti da pochi atomi:

Con gli strumenti adatti, si potrebbe trascrivere l’intera Enciclopedia Britannica su una capocchia di spillo” disse.

Il termine nanotecnologia fu pronunciato, per la prima volta, negli anni Ottanta da Kim Eric Drexler, ingegnere statunitense. L’idea di queste tecnologie si concretizzò a partire dagli anni Novanta quando i chimici Richard E. Smalley e Robert F. Curl Jr scoprirono la fullerene, una molecola composta da atomi di carbonio. Da quel momento, partì ufficialmente la ricerca sui nanomateriali.

Cosa sono le nanotecnologie ed in quali settori vengono applicate?

Nanotech: quali sono le applicazioni

Le principali applicazioni delle nanotecnologie sono:

  • Elettronica: l’utilizzo di queste tecnologie nei componenti elettronici ha portato allo sviluppo di dispositivi sempre più efficienti e sofisticati con componenti miniaturizzati;
  • Edilizia e Costruzioni: strutture portanti con nanotubi, siliconi termicamente conduttivi, calcestruzzo ad alta resistenza e materiali anticorrosione sono soltanto alcuni esempi;
  • Tessile: pensiamo al Goretex (con fori 20.000 volte più piccoli delle particelle d’acqua), ai tessuti intelligenti, fibre idrorepellenti, isolanti, antibatterici, antifiamma, ecc. utilizzati nell’ambito dello sport, antinfortunistica e abiti da lavoro;
  • Medicina e Farmaceutica: applicazioni particolarmente rilevanti sono i mezzi di contrasto costituiti da nano-particelle che individuano un tumore con estrema precisione e lo sviluppo di nanoparticelle per trasportare farmaci all’interno dell’organismo;
  • Risparmio energetico: tra i nanomateriali sviluppati per questo settore, ricordiamo i nanocatalizzatori in grado di potenziare l’efficienza dei motori termici standard;
  • Alimentari e Agricoltura: che approfondiremo nel paragrafo sottostante.

Nanoparticelle: utilizzo nel settore alimentare ed agricolo

Le aziende, in questo frangente sono molto impegnate nella ricerca per valutare l’efficacia del loro utilizzo nei propri processi.

Nell’ambito dell’agricoltura di precisione, grazie alle nano-tecnologie è possibile monitorare tutti i parametri (da quelli fisiologici a quelli climatici) delle coltivazioni per intervenire in caso di problemi.

Vengono utilizzati pesticidi, erbicidi e nutrienti miniaturizzati ed incapsulati a rilascio lento. I prodotti nanotech portano ad abbandonare gradualmente l’utilizzo massivo di sostanze chimiche nocive. Alcuni nanosensori vengono utilizzati per rilevare pesticidi.

Nella filiera alimentare, vengono applicate specifiche particelle per la conservazione dei cibi, come additivi. Utilizzate per ricoprire i cibi ne rallentano la maturazione e degradazione. Se, invece, vengono inserite nelle confezioni, rilasciano agenti antimicrobici permettendo di aumentare la durata di conservazione.

Nel mondo degli integratori alimentari è forte la presenza di prodotti contenenti nanoparticelle, che ne favoriscono la biodisponibilità dei principi attivi.

Alcuni nanosensori sono in grado di monitorare i parametri di conservazione dei cibi confezionati in fase di trasporto e stoccaggio, rilevando la presenza di eventuali batteri. Altri tipi di nanotecnologie vengono usate per ottimizzare il sapore, colore, gusto, consistenza dei cibi o per migliorare l’assorbimento di alimenti ed integratori.

In ambito dei materiali di confezionamento invece, possono essere utilizzati biopolimeri nanocompositi, nella catena dei materiali sostenibili.

Quadro normativo UE e ruolo dell’EFSA

Dal 2006, lEFSA è l’autorità europea che segue gli sviluppi del settore del nanotech fornendo suggerimenti pratici sulle modalità di impiego dei cosiddetti ENM (Enginereed NanoMaterial), i nanomateriali ingegnerizzati.

Il quadro normativo UE che regola l’applicazione di queste tecnologie al settore alimentare prevede l’adozione di un approccio integrato, sicuro e responsabile.

L’EFSA ha pubblicato due linee guida di orientamento: la prima parte si riferisce alla valutazione dei rischi per salute umana e animale, che puoi visionate qui, la seconda parte definisce i requisiti tecnici per l’utilizzo, che puoi visionare qui.

Sono aperte varie consultazioni pubbliche, e studi, per definire quelli che possono essere i rischi per la salute dei consumatori, e requisiti specifici da rispettare in questo ambito.

In attesa anche che GFSI, Global Food Safety Initiative, dia delle chiare indicazioni da adottatore negli standard che riconosce, certificazione BRC, certificazione IFS, certificazione FSSC 22000, sarà importante la valutazione degli impatti sulla salute dell’uomo, utilizzando le linee guida sopra indicate.

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