La realizzazione di mosaici a stampa digitale che siano eco-sostenibili e con componenti che li rendano interattivi
Sviluppo di un materiale poliuretanico ad elevato contenuto di biocomponenti
per la realizzazione di mosaici digitali eco-sostenibili
Realizzazione di mosaici digitali eco-sostenibili fabbricati mediante la tecnologia di Mosaico Digitale, brand di Pepe & Con. UNIBA metterà a punto un metodo di sintesi innovativo dei bio-poliuretani mentre il CNR ICCOM si occuperà dello sviluppo di catalizzatori eco-compatibili per la conduzione del processo di polimerizzazione. I poliuretani ottenuti in seno al progetto, diversamente da quelli petrolchimici, saranno biodegradabili nella componente di origine vegetale. I materiali sintetizzati dovranno essere resistenti a grandi variazioni di temperatura e all'esposizione alla radiazione solare. Pertanto, i prepolimeri bio-based prodotti saranno caratterizzati mediante tecniche spettroscopiche avanzate (FT-IR, NMR, LC/MS), mentre i materiali finali saranno caratterizzati tramite tecniche come DSC, TGA, SEM per valutare le loro proprietà chimico-fisiche e la loro durata in condizioni esterne simulate.
Sviluppo di diversi prototipi di mosaici digitali interattivi
ovvero di mosaici digitali equipaggiati con elettronica embedded
mosaici digitali equipaggiati con elettronica embedded, comprendente microprocessori, microcontrollori, bus, memorie, alimentazione, sensori ed attuatori di diversa natura ed altri componenti per la sperimentazione di sistemi grafici interattivi in grado di coinvolgere sensorialmente lo spettatore. In particolare, nel corso del progetto verranno realizzati i seguenti dimostratori:
Progettate e realizzate dal CNR NANOTEC di Lecce, aventi forma e dimensioni variabili, sfruttate direttamente come piastrelle o collocate sotto opportune piastrelle traslucide in materiale plastico, attuate da sensori di prossimità, da sensori di pressione, da fotocellule e attraverso App
Mosaico dotato di pittogrammi rappresentanti altrettanti strumenti musicali (una tastiera, un violino, una batteria, ecc.) che, allorché attuati da ricette pre-programmate o programmabili via App o da sensori di pressione, attuano trasduttori acustici che ne riproducono la sonorità
Mosaico equipaggiato con diversi sensori (di temperatura, umidità relativa, ecc.) e con stringhe di piastrelle retroilluminate da luci LED, in grado di evidenziare lo specifico valore della grandezza fisica attualmente misurata
Mosaico dotato di display frameless ad alta risoluzione in grado di riprodurre dinamicamente e virtualmente, attraverso ricette pre-programmate o mediante una specifica App, una parte della scena rappresentata dal mosaico.
I prototipi MoSound, MoInfo e MoDisplay comprenderanno anche sistemi embedded iBeacon, ovvero sistemi di posizionamento indoor che possono notificare la propria presenza a terminali digitali (smartphones, tablets) vicini, sfruttando la tecnologia Bluetooth Low Energy (BLE). Usando la percezione di prossimità del Bluetooth Low Energy, iBeacon può trasmettere un identificativo unico universale (UUID), che allorché letto da una specifica App, consentirà alla stessa App di svolgere varie azioni programmate come accedere ad un social network o inviare una notifica push. I sistemi iBeacon verranno utilizzati per trasferire allo spettatore, secondo le modalità del cosiddetto proximity marketing, informazioni sulla tecnologia Mosaico Digitale e MOSAICOS, informazioni sul partenariato MOSAICOS, sul bando Innonetwork, sulla Smart Specialization Strategy della Regione Puglia, ecc., consentendo quindi allo spettatore di guadagnare piena consapevolezza dell’iniziativa intrapresa dai partners del progetto MOSAICOS. Dato che il progetto MOSAICOS é anche e sostanzialmente un’azione di innovazione tecnologica finalizzata allo sviluppo di nuovi prodotti e servizi, verrà realizzato in uno specifico workpackage uno studio di ingegnerizzazione e industrializzazione del prototipo MoSound ed un prototipo altamente ingegnerizzato dello stesso mosaico interattivo (MoSoundSMT) per un’appropriata valutazione dei costi di produzione e quindi del business che la filiera impegnata nello sviluppo della tecnologia MOSAICOS potrebbe effettivamente sviluppare.
Qualità del prodotto
I poliuretani necessari alla preparazione dei bio-mosaici interattivi devono avere le seguenti caratteristiche: lucidi, piacevoli al tatto, anti sdrucciolo e la loro pulizia quotidiana deve essere semplice e veloce utilizzando qualsiasi detergente acquistabile in negozio o supermercato.Inoltre, i poliuretani bio-based devono presentare una temperatura di transizione vetrosa (Tg) intorno ai 50 °C, un valore ottimale per la deposizione con la tecnica di mosaico digitale che assicura al materiale anche la giusta rigidità e resistenza meccanica dopo la polimerizzazione.
Per quanto riguarda i mosaici digitali interattivi, le specifiche quantitative da conseguire saranno espressamente definite in uno specifico workpackage dedicato alla definizione delle specifiche tecniche e funzionali desiderate.
Ricerca e sviluppo
i) Ottenimento di un prodotto finale trasparente ed incolore - questo è un problema certamente da risolvere poiché i prodotti oleo-based sono solitamente colorati (giallo pallido) e sarà perciò necessario trovare un sistema “pulito” di decolorazione agendo già sui polioli di partenza; ii) Ottenimento di un prodotto finale non ruvido - a tal fine, occorrerà studiare un’opportuna formulazione che porti ad un prodotto vitreo (una possibile soluzione è quella di usare un poliolo bio-based a base poliesterea piuttosto che a base polieterea già oggi utilizzato industrialmente); iii) Ottenimento di una formulazione che eviti l’utilizzo di isocianati pre-polimerizzati in quanto più costosi e più difficili da reperire; iv) Studio di un catalizzatore che permetta di ottenere il prodotto finale più rapidamente di quanto non avvenga con i polioli petrolchimici (meno di otto ore); v) Studio di un catalizzatore non tossico per l’uomo e per l’ambiente; vi) Studio di una formazione poliuretanica compatta che porti ad un prodotto finale particolarmente resistente alle sollecitazioni meccaniche; vii) Assemblaggio di un’apparecchiatura da laboratorio che consenta di effettuare sintesi chimiche su scala pilota (1-5 Kg) con la stessa efficienza degli impianti industriali e che permetta un buon degassaggio dei prodotti prima dell’ingresso al mixer; ix) Corretta definizione del modello di funzionamento/comunicazione per il proximity marketing; x) Collegamento e integrazione della sensoristica al sistema di monitoraggio e controllo remoto mediante App e xi) Sviluppo di un framework flessibile di controllo e monitoraggio dei mosaici interattivi.
Nell’ultimo decennio è stata avviata una ricerca ad ampio spettro sulla produzione di materiali polimerici “bio-based” provenienti direttamente o indirettamente da materie prime rinnovabili come amido, cellulosa, lignina, furani, terpeni, gomma naturale, cere, olii vegetali, proteine, ecc. La produzione annuale di bioplastiche è ancora piuttosto ridotta (circa lo 0.6 % rispetto alle plastiche fossili), tuttavia il mercato emergente di polimeri “bio-based” è in rapida crescita. L’analisi del ciclo di vita di questi materiali dimostra peraltro che essi possono ridurre le emissioni di anidride carbonica dal 30% al 70% rispetto alle plastiche convenzionali.
Gli avanzamenti nelle bioplastiche hanno molte dimensioni, interessando sia i produttori che sviluppano nuovi materiali ed additivi, sia i produttori di prodotti finiti, tra i quali PEPE, capofila del progetto MOSAICOS, che vedono un grande potenziale di innovazione e diversificazione della loro offerta, precedentemente basata su plastiche tradizionali. Le sfide che devono essere affrontate in questo contesto sono il miglioramento delle prestazioni che, per alcuni polimeri a base biologica, sono inferiori rispetto a quelli petrolchimici e l’abbattimento del costo che, in alcuni casi, è relativamente elevato per la produzione e la lavorazione di questi materiali. E’ evidente che, malgrado questi svantaggi, l’utilizzo di questo approccio ecosostenibile rappresenta l’unica direzione perseguibile per la salvaguardia dell’ambiente.
E’ in questo contesto socio-economico che si inserisce il progetto MOSAICOS che mira anche allo sviluppo di nuove formulazioni di polimeri “bio-based” di tipo “uretanico” a basso costo derivanti da polioli vegetali. Nel progetto MOSAICOS, lo sviluppo di bio-plastiche sarà finalizzato alla realizzazione di mosaici digitali eco-sostenibili mediante la tecnologia di stampa digitale, denominata Mosaico Digitale, messa a punto dal capofila PEPE. Accanto allo sviluppo di mosaici digitali green, nel corso del progetto si innoverà ulteriormente realizzando diversi mosaici digitali interattivi che, oltre ad aumentare l’esperienza sensoriale del cliente e dello spettatore, consentiranno di sviluppare servizi, basati su applicativi software di tipo social e su applicativi per il proximity marketing.
Riduzione le emissioni di anidride carbonica dal 30% al 70% rispetto alle plastiche convenzionali.
Miglioramento delle prestazioni dei polimeri "bio-based" e abbattimento dei costi
Sviluppo di bio-plastiche finalizzato alla realizzazione di mosaici digitali eco-sostenibili mediante la tecnologia di stampa digitale Mosaico Digitale
