Nanocompositi
Paragonati ai compositi tradizionali, i nanocompositi offrono caratteristiche fisiche migliori quali la maggior durezza, resistenza alla trazione, resistenza alla compressione, resistenza termica, conservazione delle proprietà in seguito ad impatto ed infine migliori caratteristiche estetiche. Questi materiali possono trovare innumerevoli utilizzi nell’industria della termoplastica e dei termoindurenti.

Sistemi di drug delivery
Sistemi di rilascio e veicolazione di farmaci che sfruttano le nanotecnologie avranno un notevole impatto nell’industria farmaceutica, in particolare aumentando la solubilità, riducendo i costi, migliorando la selettività e creando prodotti più vicini alle necessità del consumatore finale. Le nanotecnologie applicate a questo campo stanno portando ad innovazioni come:
1) Nano-strutture e nano-dispositivi di nuova generazione inseriti in micro-sensori o capsule;
2) Monitoraggio o rilevamento di una singola molecola marker di tumori o di sostanze tossiche;
3) Farmaci nanostrutturati multifunzionali che andranno ad agire a livello sub-cellulare, influendo sui processi intra-cellulari di base.

Diagnostica
La necessità di strumenti diagnostici più precisi, veloci e sensibili ha catalizzato lo sviluppo di dispositivi in grado di riprodurre un laboratorio su di un minuscolo chip, definito lab-on-a-chip. Questi dispositivi permettono ad esempio di ridurre la quantità di campione per le analisi di DNA ed inoltre di accelerare l’analisi delle reazioni chimiche per lo screening di principi attivi per l’industria farmaceutica.
Sono in fase di sviluppo tecnologie avanzate di diagnostica per immagini, come le nanoparticelle o dispositivi miniaturizzati di visualizzazione, con l’obiettivo di rilevare precocemente una patologia e di permetterne una diagnosi più precisa ed adeguata. Ad esempio:
- nanoparticelle paramagnetiche che permettono di visualizzare tramite Risonanza Magnetica (MRI) cellule tumorali nella fase pre-sintomatica
- nanoshells che permettono di monitorare l’azione dei farmaci in tempo reale

Bonifica di siti contaminati
Alcune nanotecnologie si stanno dimostrando uno strumento estremamente efficace per la bonifica di siti inquinati e la purificazione di falde acquifere. Diverse metodologie sono in fase di sviluppo.

Celle fotovoltaiche
L'applicazione delle nanotecnologie alle celle fotovoltaiche sta permettendo lo sviluppo di metodi di produzione più efficaci a costi inferiori. Diverse aziende si stanno concentrando su materiali fotovoltaici che vadano a sostituire le tradizionali tecnologie basate su silicio. A breve si assisterà all’utilizzo di materiali avanzati applicabili a spruzzo, come se fossero dei liquidi. Materiali che si auto assembleranno su di un substrato in plastica formando una pellicola fotovoltaica. In breve tempo il mercato del fotovoltaico sarà in grado di offrire prodotti che riassumeranno sia le caratteristiche di flessibilità della plastica sia le proprietà elettroniche dei semi-conduttori inorganici.

Confezionamento
I nanomateriali possono risolvere questioni legate al deperimento e alla preservazione del sapore ed inoltre possono offrire vantaggi in termini di maggior leggerezza e migliore riciclabilità. I produttori potrebbero trarre vantaggio dai minori costi di trasporto e produzione, nonché nel minor consumo di materiali da imballo.
I ricercatori stanno sviluppando materiali per il confezionamento degli alimenti in grado di variare le loro caratteristiche a seconda delle condizioni esterne ed interne, quali la temperatura, l’umidità e la composizione molecolare del cibo.

Mems e Nems
I cosiddetti MEMS, Micro-Electromechanical Systems – sistemi micro-elettromeccanici, uniscono le proprietà dell’elettronica a quella dei dispositivi meccanici su scala microscopica. I MEMS rappresentano un ramo della microtecnologia che ha trovato numerosi sbocchi commerciali, tra cui gli accelerometri per gli air-bag nelle autovetture, le testine delle stampanti a inchiostro, gli schermi a colori per i proiettori, i sensori chimici ed i microscopi a sonda.
I NEMS, Nano Electromechanical Systrems, sistemi nanoelettromeccanici, sono di dimensioni di gran lunga inferiori ai sopracitati MEMS, e rappresentano una delle frontiere delle nanoscienze. Si tratta di un metodo applicativo che permetterà il controllo della materia a livello atomico e molecolare. L’obbiettivo finale è la produzione di piccoli utensili e macchinari capaci di costruire utensili e macchinari di dimensioni ancora più piccole, fino al raggiungimento della precisione molecolare.

Catalisi eterogena
Si può affermare che probabilmente i catalizzatori sono la prima nanotecnologia industriale, in cui particelle con un diametro di 2-10 nanometri vengono depositate su supporti ad elevata area superficiale. I catalizzatori eterogenei sono materiali avanzati che accelerano una o più reazioni chimiche, pur mantenendosi inalterate al termine delle reazioni. L'attività, la selettività e la stabilità di questi materiali influenzano fortemente i costi d’investimento di un processo ed il suo aspetto economico. La R&D nel campo dei catalizzatori è in costante fermento per ottenere nuovi metodologie di sintesi ed incrementi nell'attività catalitica.
L’introduzione di catalizzatori nano-dispersi e nano-strutturati avrà un profondo impatto sull’efficienza di lavorazione dei combustibili, sui processi avanzati di produzione di energia, sulla chimica industriale e sulle tecnologie ambientali.

Vernice
Grazie all’introduzione delle nanotecnologie le vernici presenteranno proprietà innovative come ad esempio:
– Solidi aventi caratteristiche di liquidi, costituiti da nano-particelle capaci di eliminare molti dei costi legati all’applicazione di strati protettivi su dispositivi elettronici o su arredi per esterni. Il tutto con bassa emissione di fumi tossici.
– Vernici capaci di auto-correggersi in funzione della situazione, permettendo di scoprire potenziali anomalie quali la corrosione o problemi di adesione.
– Coating trasparenti innovativi, composti da nano-particelle, con elevate caratteristiche di resistenza alle graffiature e luminosità.