Sectors, Tecnologies i Serveis

Sectors

Farmacèutic

Al sector farmacèutic cada cop és més difícil i costós incorporar nous medicaments al mercat que generin una millora en relació amb els ja existents. És per aquest motiu que la indústria farmacèutica està focalitzant molts esforços en la millora de la biodisponibilitat dels fàrmacs actuals i en la reducció de les dosis necessàries. Això permet reduir la quantitat de fàrmac necessari per obtenir els mateixos efectes (amb l’estalvi en costos que pot significar) i en redueix els efectes secundaris.

Els materials avançats permeten innovar en aquests dos aspectes, desenvolupant sistemes d’alliberament que eviten la degradació dels fàrmacs en el seu trajecte pel cos i/o els dirigeixen cap a les seves dianes terapèutiques, de manera que només són alliberats i actuen allà on són necessaris.

Una prometedora línia de recerca en el sector és la que permet la confluència del diagnòstic i el tractament, la teragnosi. Els materials avançats també estan tenint un gran paper en el desenvolupament de nous compostos que permeten visualitzar les zones afectades i al mateix temps curar-les de manera directa i selectiva.

TIC

Les tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) reuneixen diferents tecnologies clau com l’electrònica, la fotònica, els sistemes integrats, la informàtica, la robòtica, la gestió de grans dades (big data) o les tecnologies i sistemes de xarxa per impulsar la transformació digital de la indústria europea, per tal d’anar més lluny i adaptar-se, transformar-se i beneficiar-se sent més competitiva i oferint solucions d’alt valor afegit.

La transformació digital no és només un factor industrial, sinó que és una mentalitat social per fer un pas endavant que permeti nous tipus de serveis i aplicacions entre diferents sectors del mercat, des de la fabricació al turisme, passant per l’educació, les ciutats intel•ligents, la mobilitat, la salut, l’energia i, per descomptat, el transport.

El progrés de les TIC està canviant la forma de dissenyar, produir, comercialitzar i generar valor a partir de productes i serveis, de manera que la indústria té l’oportunitat d’incorporar aquestes tecnologies TIC per passar a un món digital i així garantir la competitivitat a mitjà i llarg termini d’Europa i les seves implicacions per al benestar general de la societat.

Disseny de producte

En l'actualitat, el disseny s'ha convertit en unfactor estratègic en les empreses per posicionar-se al mercat i distingir-se clarament de la competència en un món globalitzat, tendint a lasostenibilitat i a la personalització, superant el concepte de l'estètica iessent essencial en totes les fases de producció o prestació d'un serveides del concepte fins al seu desenvolupament, la producció i lamanipulació i ús per part dels consumidors.

Alimentari

El sector de l’alimentació evoluciona contínuament i la tecnologia conjuntament amb els materials avançats juga un paper molt valuós. L’avanç tecnològic permet produir i conservera aliments i begudes que s’adapten millor, de manera que tenim processos i productes més sostenibles i eficients cobrint les necessitats i demandes d’un sector cada vegada més globalitzat.

Industrial

En l’actualitat, els diferents sectors industrials avancen a una velocitat vertiginosa i ens trobem immersos en la ja denominada “revolució” de la indústria 4.0. Per què el present sigui possible, la indústria s’alimenta de materials avançats de tot tipus i de les tecnologies més innovadores.

Ser el primer i aportar les màquines i productes més exclusius i amb major qualitat per realitzar treballs complexos, amb rapidesa i fiables, és l’objectiu principal de les empreses d’aquest sector, que han trobat en els nous materials una nova porta, més ràpida i efectiva, per complir les seves expectatives. Materials plàstics, metàl•lics, ceràmics o compostos, entre altres, s’utilitzen en tot tipus d’indústries per ajustar-se a les necessitats de la societat.

El desenvolupament de materials microcel•lulars, bioplàstics o cel•lulars amb bases d’alumini, entre altres, i la implantació de la nanomètrica per a la creació de múltiples combinats, són fonamentals per a les noves tècniques i els nous productes de les indústries. A més a més, aquestes composicions i tecnologies permeten la realització d’anàlisis més completes per seguir les línies més competents.

Tecnologies mèdiques

Els materials avançats s’apliquen necessàriament a una de les ciències més antigues del món: la medicina. Per prevenir, fer diagnosis i tractar les diverses malalties i afeccions, els metges necessiten els productes més adequats i la maquinària més complexa i completa. D’aquesta forma, ha estat com al llarg de la història s’han creat nous tractaments i s’ha aconseguit millorar la qualitat de vida de les persones d’una manera molt significativa.

La cerca dels mètodes més efectius per facilitar que la vida de persones malaltes sigui el més semblant possible a la d’una persona sana, passa per la innovació tecnològica i la creació de nous materials que tinguin una resposta satisfactòria en el cos humà. En aquest sentit, tenen una gran transcendència els avenços en materials biocompatibles, creats a partir de materials primaris.

A més, la recerca, el desenvolupament i la innovació per a la creació de nous materials sintètics a partir d’un o diversos compostos, és una prioritat per a la fabricació de maquinària que sigui capaç de realitzar les operacions més complexes i que proporcioni la quantitat d’informació necessària per trobar els tractaments més eficaços.

És per això que els materials avançats aplicats a les noves tecnologies mèdiques són estrictament necessaris per afrontar el repte social que suposa la cerca de la millor cura per garantir el benestar de les persones.

Packaging

El sector de l’embalatge està invertint recursos per la innovació i desenvolupament de nous materials avançats amb propietats millorades, més sostenibles, econòmicament viables i més fàcils de reciclar.

L’aplicació de la nanotecnologia en els envasos obre una nova dimensió de certs materials, utilitzant-la amb la finalitat de millorar les seves propietats, sobretot les propietats barrera o la resistència tèrmica.

Els envasos biodegradables o el denominat “biopackaging” són una realitat, nous materials que provenen de fonts naturals o renovables, extrets de la biomassa com la cel•lulosa o el midó. Aquests envasos permeten aportar una solució més eficient als problemes de la generació de residus i respondre adequadament a les exigències del consumidor.

Una tendència imperant és la reducció de materials d’envàs, reduint el nombre, les espessors o suprimint capes per tal d’aconseguir materials d’envàs més econòmics que asseguren un equilibri òptim entre cost i propietats. A més a més, els materials avançats busquen integrar noves funcionalitats mitjançant l’envasament actiu i intel•ligent, que confereix a l’envàs una nova funció dinàmica que permet la interacció entre producte i consumidor.

Els materials avançats aplicats al sector de l’embalatge permeten orientar aquest mercat cap a un consum més ecològic i mediambientalment més sostenible.

Energies renovables

A l’hora de parlar d’energies renovables, hem de considerar dos aspectes, les diferents maneres d’obtenir energia partint de fonts renovables i l’emmagatzematge i alliberament de l’energia quan aquesta és necessària.

Probablement, l’energia solar i l’eòlica són les que més beneficis estan obtenint de l’aplicació de materials avançats. L’energia solar fotovoltaica de nova generació permet implementar superfícies fotovoltaiques econòmiques en ubicacions en les quals no s’hi poden fer servir sistemes tradicionals. En aquests moments, els esforços se centren en millorar el rendiment i la vida útil d’aquest tipus de cèl•lules. Si considerem l’energia solar tèrmica, els materials avançats permetran una major eficiència de conversió de les instal•lacions i l’ús de nous líquids de transferència de calor.

L’energia eòlica tindrà a la seva disposició materials avançats (polímers, noves aleacions, nanomaterials, etc.) més lleugers per a les seves peces mòbils, amb conductivitat elèctrica, sensoritzats, més resistents a la corrosió, etc. També s’implementaran nous recobriments, com els que evitarien la formació de gel en la superfície.

La captació d’energia a partir del sol o del vent és impredictible i desconnectada de les necessitats energètiques de la societat. Un dels grans reptes tecnològics actuals consisteix a desenvolupar sistemes d’emmagatzematge capaços d’absorbir i mantenir l’energia i alliberar-la de forma ràpida quan és necessària. Els materials avançats s’estan fent servir en el disseny de peces d’aquests sistemes com poden ser els elèctrodes, els electròlits, etc., de cara a millorar les prestacions dels dispositius actuals.

Construcció

L’aplicació de materials avançats en el sector de la construcció comporta un repte estratègic per al desenvolupament sostenible del sector amb múltiples beneficis associats i un ampli ventall d’aplicacions.

L’ús de materials avançats en la construcció com el grafè o els aerogels, suposa estalvis de costos per al sector i un avenç important per la sostenibilitat i la protecció del medi ambient.

Els nous materials aplicats a l’edificació reverteixen directament en una millora significativa de l’eficiència energètica. L’aplicació de materials amb canvi de fase PCM, l’ús del grafè en recobriments i morters, així com les nanotecnologies aplicades a l’alta eficiència energètica o els morters d’alta conductivitat per a instal•lacions geotèrmiques, són alguns dels exemples de materials avançats que poden contribuir al creixement sostenible del sector de la construcció.

El sector de la construcció necessita adoptar un enfocament innovador amb materials avançats, tecnologies i processos de fabricació que mitiguin el seu impacte mediambiental, reduint el consum de recursos i garantint la competitivitat a mitjà i llarg termini a Europa. Així doncs, les altes prestacions d’aquests nous materials destinats a aplicacions d’alt valor afegit estan orientades a les necessitats emergents de la construcció.

Mobilitat

Els materials avançats són una tendència a l’alça en el sector de mobilitat; la construcció de peces lleugeres amb propietats físiques, mecàniques, químiques, fins i tot elèctriques o tèrmiques millorades, esdevé clau i estratègic per a un sector que busca reduir el pes i les emissions de CO2.

L’ús de materials avançats, aliatges d’alta duresa, compòsits ceràmics o l’ús de fibres, com ara vidre, carboni, fins i tot fibres vegetals, ho fan possible. Els nanomaterials i recobriments funcionals doten de valor afegit les diferents peces, permetent la tendència d’incrementar la funcionalitat d’una peça, sense incrementar el seu pes.

Sectors com l’automoció, el ferroviari, aeronàutic, motociclisme i nàutic presenten com un dels seus eixos principals aquesta línia d’actuació, fent que l’estudi i ús dels materials avançats esdevingui un eix estratègic en el present d’aquests sectors de cara a poder donar servei en un futur pròxim.

Tecnologies

Tecnologia de biomaterials i naturals

Els requeriments legislatius i dels consumidors impulsen a les empreses a la millora o substitució dels materials actuals cap a d’altres més sostenibles. Els biomaterials i materials biodegradables formen part d’aquest nou grup de materials avançats que sigui pel seu origen natural o perquè al final del seu cicle de vida es descomponen en matèria orgànica aconsegueixen reduir l’impacte ambiental. El desenvolupament d’aquests està enfocat en la millora de les seves propietats i capacitats per aconseguir la viabilitat d de la seva producció.

Tecnologia de recobriments

Sectors com l’energètic, l’automoció, l’envàs i l’embalatge, els electrodomèstics i la construcció, entre altres, incorporen recobriments a les seves solucions per protegir un material concret dels agents externs. No obstant això, més enllà de la protecció que aporten aquests materials, en l’actualitat existeixen els recobriments funcionals que reuneixen propietats addicionals.

El desenvolupament de les micro i les nanotecnologies, entre altres innovacions, ha contribuït a aquesta transformació dels recobriments en compostos amb més capacitats i amb propietats entre les quals destaquen la reducció de pes, millora de la biodegradabilitat i de propietats mecàniques, major resistència a la intempèrie o propietats d’adhesius, entre altres.

Aquests avanços aporten un alt valor afegit i una gran competitivitat respecte als productes convencionals. Els nous recobriments funcionals es produeixen gràcies a l’aditivació per mitjà de nanopartícules d’òxid, nanoargiles, nanocelul•loses que proporcionen les qualitats desitjades per a la creació de productes a l’alçada de la nova indústria tecnològica.

Tecnologia compòsits

Els materials compostos són imprescindibles per a la innovació en el sector industrial. Es necessiten compostos cada vegada més específics amb combinacions més inusuals, que responguin millor als interessos de les empreses. Per al seu desenvolupament, és essencial comptar amb les innovacions tecnològiques més preparades.

Actualment, els materials avançats aporten un valor afegit als processos de creació de materials compostos, ja que s’utilitzen paral•lelament a les noves tecnologies per obtenir uns resultats de major qualitat.

L’estalvi energètic, la reducció d’emissions, o una millor resistència i una major durabilitat i sostenibilitat, són algunes de les qualitats que es poden reforçar comptant amb materials avançats a les noves tecnologies per a la creació de materials compostos. Els processos que sofreixen requereixen elevades propietats que es poden aconseguir gràcies a l’ús de materials avançats, aconseguits a partir de geometries complexes, nanomètrica i altres tecnologies innovadores.

Tecnologia tèxtil

A més del confort i la durabilitat de les peces tèxtils, actualment les empreses tenen la necessitat de millorar altres propietats com una major transpirabilitat i degradació, una menor densitat o una baixa inflamabilitat, entre altres.

En condicions de treball que suposen riscos per a l’operari, les qualitats que presenti la seva indumentària poden ser crucials per la seva protecció personal. És per aquest motiu que s’han desenvolupat materials avançats que tractats per mitjà de tecnologies innovadores, conformen peces tèxtils amb noves funcionalitats propícies per al benestar de les persones.

El sector tèxtil s’enfronta a nous reptes de producció per competir amb aquells llocs en els quals la fabricació de teixits és més econòmica. A més de les propietats que es reforcen per què l’usuari estigui més protegit, també s’introdueixen nous materials com els bioplàstics en les tècniques de filat per facilitar la degradació dels productes, que fins ara combinaven fibres naturals i sintètiques i complicaven el seu reciclatge.

La introducció de la tecnologia d’impressió en 3D o altres sistemes en el processament tèxtil doten al sector d’unes propietats avançades addicionals i d’un alt rendiment.

Tecnologia ceràmics i vidre

El camp de la recerca tecnològica té un gran potencial per desenvolupar cada vegada més productes de major qualitat i vida útil, i amb menor impacte mediambiental. Els nous materials ceràmics utilitzen tecnologies innovadores que, al seu torn, requereixen de materials avançats per poder dur-se a terme.

Fins fa relativament poc temps la impressió en 3D s’aplicava en la creació de materials polimèrics i peces metàl•liques, i ha passat a estar present també en la impressió de materials ceràmics avançats. Per què això sigui possible, s’han integrat altres estudis avançats en materials, creats gràcies a la nanomètrica, com poden ser les nanoargiles, un material idoni per a l’ús en implants.

Amb els nous materials avançats, és possible una major innovació tecnològica per al desenvolupament de materials ceràmics avançats que continguin millors prestacions i un major nombre de funcionalitats per adaptar-se a les múltiples necessitats de les diferents indústries.

Tecnologia metàl·lics

Per al conformat de metall és fonamental que hi hagi unes propietats idònies, per la qual cosa com més altes siguin les prestacions, més es facilitarà el treball de conformat i s’obtindran millors resultats.

En la indústria del metall es necessita que aquest material aconsegueixi formes i grandàries de tot tipus i per al seu conformat s’utilitzen les tecnologies més innovadores amb la finalitat d’arribar a una precisió absoluta.

Els múltiples processos que es poden realitzar per dur a terme el conformat de peces metàl•liques requereixen i aconsegueixen propietats diferents. Els materials avançats metàl•lics aporten millores en les propietats necessàries i faciliten els processos, que incorporen noves tecnologies com l’ús de làsers per aconseguir productes més específics i exactes.

Amb l’evolució contínua i a gran velocitat que està experimentant el sector en els darrers anys, la recerca i desenvolupament de materials avançats per al procés de conformat de metall es converteix en una clara exigència.

Tecnologia plàstics

Tècniques per desenvolupar polímers més avançats que permetin donar solucions als reptes funcionals i de sostenibilitat son claus en la indústria de molts sectors. L’adaptació de les tecnologies afrontant aquests reptes esta marcant tota la cadena de valor del plàstic, generant un canvi considerable dins del procés d’aquests materials avançats.

Serveis

Manufactura

La manufactura dels nanomaterials es dissenya:

  • Des de baix a dalt (tècnica en que els materials nanoestructurats es produeixen a partir de nanoblocs d’àtoms o molècules, Bottom up)
  • Des de dalt a baix (tècnica que desenvolupa les nanoestructures gravant un bloc de material, Top down)

També hi ha la capacitat de realitzar recobriments superficials de materials ja existents.

La constitució d’un nanomaterial permet obtenir unes propietats fisicoquímiques, òptiques, magnètiques, electròniques i mecàniques noves o millorades, aportant noves aplicacions i solucions en el mercat.

Caracterització i anàlisis

La nanotecnologia engloba un conjunt de tècniques de diferents disciplines, donant unes oportunites àmplies. La caracterització i anàlisi de mostres és molt precís i específic. Des de tècniques microscòpiques fins a tècniques mecàniques i/o químiques, els nanomaterials es poden caracteritzar tant a nivell d’estructura interna com a nivell de superfície.

Assessorament i estudis

El Nanohub permet connectar amb experts per elaborar estratègies i determinar quines són les principals propietats i funcionalitats que ha de tenir el nanomaterial el qual s’aplicarà a un sector específic, ja que és un dels punts claus. Per aquest motiu, tenir un bon assessorament i realitzar un estudi per part d’experts en el camp de la nanotecnologia és imprescindible.

L’anàlisi i la metodologia que s’utilitzin per tal de resoldre el repte establert serà important per obtenir resultats positius del nanomaterial i/o nanotecnologia aplicada.

Laboratori i proves pilot

El desenvolupament d’un nanomaterial s’inicia a nivell de laboratori amb l’objectiu d’escalar-lo perquè pugui arribar al mercat. Un punt crític dins d’aquesta cadena passa per implantar una prova pilot, on s’analitza la viabilitat del producte a nivell industrial per tal d’escalar el procés.Amb la prova pilot es pot identificar i determinar si aporta la solució o la novetat esperada i la viabilitat tant a nivell tècnic com a nivell econòmic.

Call Now Button