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3 direzioni di innovazione materiale per il 2024
Nel corso del 2023 sono emerse molte novità nel settore dei materiali, in continuità o in accelerazione rispetto ai trend precedenti. In questo articolo facciamo il punto sulle più interessanti direzioni di sviluppo di nuovi materiali a cui abbiamo assistito nel corso dell’anno e che riteniamo significative per futuri sviluppi.
PLASTIC FREE
La riduzione nell’uso delle materie plastiche per alcune applicazioni si conferma una tendenza che continuerà ad estendersi. In particolare, la plastica per l’usa e getta è stata oggetto di restrizioni a seguito delle direttive sulle Single Use Plastics (SUPD), che non solo proibisce l’uso di materie plastiche in applicazioni quali i contenitori per il consumo alimentare, i cotton fioc, le cannucce, le stecche per palloncini e altro usa-e-getta, ma estende la definizione di “plastica” anche alla maggior parte delle bioplastiche attualmente sul mercato, con l’eccezione dei polimeri naturali non chimicamente modificati.
Il packaging in carta o in polpa di carta ha visto un aumento esponenziale nell’uso, oltre all’estensione in applicazioni più sfidanti come contenitori per liquidi, caffè, creme e dentifrici.
Anche il mondo dei materiali bio-based alternativi alla pelle ha visto un aumento significativo nell’interesse da parte non solo dei brand, ma anche degli investitori, con molte startup finanziate per sviluppare nuove soluzioni.
MATERIALI CIRCOLARI
Sulla scia o anticipando direttive europee che puntano a ridurre scarti industriali e rifiuti, tutte le supply chain dei materiali si organizzano per diventare più circolari. Se dal lato delle istituzioni si assiste alla creazione di nuovi consorzi ed enti preposti alla gestione del fine vita nei diversi settori, sulla base dei principi dell’Extended Product Responsibility (EPR), i privati si organizzano in ecosistemi in cui diverse aziende si uniscono per costituire micro-filiere per il recupero di materiali da prodotti usati: filamenti per stampa 3D dagli scarponi da sci, pannelli per interni e arredamento da scarti di materiali termoindurenti, fibre tessili da scarti di produzione.
Inoltre, le aziende produttrici mettono a disposizione le infrastrutture necessarie per l’effettivo trattamento, con la costruzione di nuovi impianti di riciclo, la progettazione di macchinari per un sorting sempre più accurato, lo sviluppo di nuove tecnologie di riciclo e riuso, come la deinchiostrazione di tessuti inutilizzati ma stampati, magari con loghi che ne rendono difficile la rimessa in circolo.
DATA-DRIVEN
Anche nel mondo dei materiali assistiamo all’ingresso dell’AI come supporto nella progettazione di funzionalità specifiche, ma anche di processi produttivi e di estetiche.
È il caso di un sistema brevettato che utilizza l’intelligenza artificiale per creare immagini digitali stampabili su qualsiasi superficie. Analizzando migliaia di frammenti scansionati di diversi materiali, il software può generare un gran numero di nuove immagini del soggetto desiderato, unendole in pattern altamente realistici e indistinguibili da quelli reali, catturandone le peculiarità specifiche e gli elementi distintivi.
Ma l’AI viene utilizzata anche nello sviluppo di funzionalità mirate: la NASA, ad esempio, ha iniziato a utilizzare l’intelligenza artificiale per sviluppare alcune componenti in modo da ottenere strutture più resistenti e al contempo più leggere. Il processo, che si basa su un algoritmo generativo, rende possibile un numero molto più elevato di cicli a parità di tempo: richiede infatti una frazione del tempo necessario ad un essere umano per effettuare un’iterazione di calcolo delle proprietà di una possibile struttura, velocizzando moltissimo il processo di ottimizzazione.
Si prevede che software di questo tipo verranno progettati anche per la progettazione di funzionalità specifiche non solo di strutture, ma anche dei singoli materiali a livello molecolare, con obiettivi ambiziosi per la creazione di soluzioni carbon neutral o addirittura carbon negative.
