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Nanotech in Industry_overview_vasco_teixeira_julho2012

  1. 1. 17-07-2012 Global market for nanotech products Aplicações da Nanotecnologia na Indústria The US National Science Foundation predicts that the total global market for nanotech Vasco Teixeira products and services will reach $1 trillion by 2015, which represents nearly 10% of the present US gross domestic product and will require a workforce of 2 million. The US nanotechnology market is an emerging market, where significant R&D is being done on products in their initial phase. The most prominent fields of nanotechnology are nanobio, nanomaterials, surfaces, electronics, IT and instrumentation. > 500 nanotechnology companies in the US DaimlerChrysler US Nano Initiative Vasco Teixeira OECD - Organisation for Economic Co-operation and Development, STI WORKING PAPER 2009/7 Vasco TeixeiraInvestimento europeu Nanotec em I&D Impacto da Nanotecnologia na economia global Na Europa a área emergente das Nanociências e Nanotecnologias $300B Eletrónicafoi uma das áreas principais de investigação contemplada no anterior 6º Nano na EletrónicaPrograma-Quadro, com um investimento estimado para este sector na $340B Materiais -eletrónica portátilordem de 1300 milhões de euro entre 2003 e 2007. -eletrónica transparente $180B Produtos Farmacêuticos FP7 (7ºPQ) é a sigla que designa o Sétimo Programa-Quadro para -iluminação avançadaa Investigação e Desenvolvimento Tecnológico. É este o principal $100B Síntese química Semicondutoresinstrumento da UE para financiar a investigação na Europa (dispondo de Disk drives $70B Aeroespacialmais de 50 mil milhões de euro), e está em vigor de 2007 até 2013. Displays, displays flexíveis $20B Ferramentas (metalúrgicas) SensoresA CE continua a apostar fortemente na área da Nanotecnologia (tema $30B Saúde e Medicina SuperCondensadoresNMP- Nanociências, Nanotecnologias, Materiais e novas Tecnologias de Baterias recarregáveisProdução), tendo subido o investimento em Nanotecnologia no 7º $45B SustentatibilidadePrograma-Quadro (2007-2013) para cerca de 3500 milhões de euros.Horizonte 2020 ~80 mil milhões para I&D em todas as áreas (2014-2020) • Previsões do mercado Nanotech: $1 Trillion nos próximos 10-12 anos Sources: US National Science Foundation Vasco Teixeira Vasco Teixeira 1
  2. 2. 17-07-2012 Exemplos de indústrias usando Indústrias nacionais Nanotecnologias usando nanotecnologia Nanotecnologia e novos materiais Lda FLUIDINOVA, ENGENHARIA DE FLUIDOS, SA Solar Plus - Produção de Painéis Solares SA TEANDM - TECNOLOGIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, SA EDIGMA Biosani Nanotecnologia Lda YDREAMS Nanodelivery - I&D em Bionanotecnologia, SA Vasco Teixeira Nanolabel Vasco Teixeira Aplicações da Nanotecnologia Definição de Nanotecnologia -Manipulação de objectos à escala nanométrica (atómica / molecular / nanopartículas, etc) para criar novos materiais, • Materiais dispositivos e processos com características funcionais – materiais nanoporosos – materiais nanoestruturados diferentes dos materiais comuns. – nanocompósitos – catálise -Em geral as dimensões são menores que 100 nanometros – multifuncionais, moduláveis, materiais inteligentes (smart materials) • Biotecnologia Abordagens tecnológicas para o nanofabrico: – nanosensores, nanoprovas de actividade/função biológica – máquinas biomoleculares, libertação controlada de farmacos Bottom Up Top Down – bioelectrónica, nanomedicina (nanorobots), tecidos/orgãos artificiais – materiais auto-organizados (self-assembling)Base para o topo Topo para a base • Electrónica, óptica e fotónica – confinamento quântico (pontos quânticos-quantum dots) – Lasers (comunicações de fibra óptica) – electrónica à escala molecular – electrónica transparente e flexível Vasco Teixeira – filmes finos para electrónica e fotónica Vasco Teixeira 2
  3. 3. 17-07-2012 Nano-óxidos metálicos Nanoestruturas baseadas em carbono• Exemplos • Fulerenos – Titânio, Zinco, Ferro – Cério, Zircónio – “Buckyballs” C60• Propriedades desejáveis • Nanotubos – Transparentes – Parede simples -Single walled (SWNT) – Absorção da radiação UV – Multi-parede -Multi walled (MWNT) – Propriedades fotocatalíticas • Nanofibras• Aplicações tecnológicas • Aplicações tecnológicas – Cosméticos – Filmes para minimizar electricidade estática – Cremes protectores solares – Linhas de combustível, drives de hard disks, MEMS – Protectores transparentes para madeira – Filmes ópticos, tribológicos e biocompatíveis (DLC’s) – Superfícies anti-micróbios, janelas auto-laváveis – Componentes automóveis para pintura electrostática – Agentes de polimento quimico-mecânicos para bolachas (wafers) de Silício – Plásticos com retardação ao fogo – Revestimentos anti-risco em vidros e plásticos – Fontes de emissão efeito campo para monitores LCD Vasco Teixeira Vasco TeixeiraRevestimentos e nanomateriais para Commercial Applications aplicações biomédicas • L’Oreal are using nanosomes in their “Rivitalift” anti-wrinkle face cream. The nanosomes (microcapsules made from a membrane, like the one surrounding a human cell) encapsulate vitamin E and carry it to the skin. The vitamin E protects the skin from free radical attacks (believed to cause wrinkles) by forming a protective layer on the Bodycote H.I.P. Ltd skin. • Nano-Care™ Plain-Front Chinos are amazing trousers that do not Endotec, Inc wrinkle and, when a glass of red wine is spilt onto the cream coloured fabric, it just rolls off! Bonded to the fabric is a durable stain- and wrinkle-resistant Nano-Care by Nano-Tex treatment that ensures creases stay in, but stains and wrinkles stay out.CAMCERAM®. • Nanocomposite Materials Ostim®, OsartisGmbH, Germany (HA) VITOSS®, OrthovitaInc, USA (TCP) OsSatura™, IsoTisInternational, Switzerland (HA +TCP), InframatInc, CAM Implants bv USA,Spire Biomedical Inc, USA, AlCove Surface GmbH, Germany, Debiotech SA, Switzerland, Artificial Cell Technologies, Inc. (USA) Vasco Teixeira Vasco Teixeira 3
  4. 4. 17-07-2012 Commercial Applications Nanotecnologia e segurança alimentar Filmes nanoestruturados e nanomateriais em embalagens podem prevenir a entrada/crescimento de agentes patogénicos e outros microorganismos, assegurando assim maior segurança. Nanosensores embebidos em embalagens de alimentos permitirão determinar alterações de pH, temperatura, a presença de oxigénio, micróbios ou se o conteúdo de um dado nutriente do alimento está dentro dos parâmetros normais. PLEXIGLAS SOUNDSTOP® with Photocatalytic Coating Por adição de determinadas nanopartículas /ou aplicação de filmes finos nanocompósitos no material da embalagem, em garrafas, e pacotes/latas de alimentos DaimlerChrysler pode-se melhorar a resistência à luz e ao fogo, melhorando o desempenho mecânico e térmico e controlando a absorção de gases.Mitsubishi Materials Miracle Coated IndexableInserts (left) and its surface structure(Credits: Mitsubishi Carbide) Nano food-packaging film -(BayerPolymer Inc) Vasco Teixeira Vasco Teixeira Nanomateriais na indústria têxtil Exemplos Nano na indústria electrónica -High resolution displays for laptops and PDAs -Pager-sized power supply that adds 15 h to cell phone talktime Anti-sujidade -Advanced industrial inventory tracking Superfície super-hidrofóbica through nano barcodes and RFID tags -Ultra-dense, low-power, lower-cost memory chips for microelectronicsMincor® TX TT EcoHighTec -Flexible photovoltaics, high capacity rechargeable batteries, and miniature satellites a b ) ) -Flexible (and organic) electronics (displays, flexible OLEDS, e-paper, e-magazines, flexible batteries, flex solar cells, etc..) Vasco Teixeira Vasco Teixeira 4
  5. 5. 17-07-2012 Commercial Applications• DNA microarrays Optical detection of DNA sequences –on the market Conclusões e.g. GeneChip®, AffymetrixInc, USA •Electronic detection of DNA sequences –on the market Nas próximas décadas, o impacto da nanotecnologia e.g. Nanochip® Molecular Biology Workstation, NanogennInc, USA Tag-It™Cystic Fibrosis Kit, Tm Bioscience Corporation, Canada na sociedade, particularmente nas áreas da saúde,• Lab-on-a-chip (LOC) transporte e meio ambiente, com grande impacto •Microtechnology-based LOCs for enzyme detection –on the market económico, serão no mínimo tão significantes , quanto e.g. LabChip®, CaliperLife Sciences, USA a influência combinada da microelectrónica, sistemas LabCD®, TecanGroup Ltd, Switzerland de imagens médicas, processos assistidos por• Drug delivery systems (DDS) •Microchip-based DDS using nanoporous membranes –development phase computador e polímeros desenvolvidos pelo homem no DebioSTAR™, DebiotechSA, Switzerland século passado. ChipRxInc, USA• Drug delivery across blood-brain barrier Treatment of brain tumours, Alzheimer’s, and Parkinson’s –development phase NanoDel Technologies GmbH, GermanySource:RIVM Report 265001001/2005 Vasco Teixeira Vasco Teixeira 5

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