La scienza dei materiali del futuro

La “materials science” è la scienza dei materiali. La scienza dei materiali di domani. Un settore di ricerca nuovo e intrinsecamente interdisciplinare che vede al lavoro, sempre più in maniera cooperativa, fisici, chimici, ingegneri e anche biologi per “interrogare la materia” a diverse scale e produrre innovazione. Sotto forma, appunto, di nuovi materiali. Uno dei sottosettori più noti al grande pubblico è quello, giovanissimo, delle nanotecnologie. Lo scorso primo luglio si è chiusa a Singapore l’International Conference on Materials for Advanced Technologies, un’occasione preziosa per fare il punto sullo stato di avanzamento delle conoscenze del settore. Ma è importante conoscere anche come la “scienza dei materiali” si sta muovendo nello “spazio delle scienze”: quanto (e solo cosa) produce e chi lo produce. Da questo punto di vista un’utile lettura è il Global research report pubblicato dalla Thomson Reuters dal titolo Materials Science and Technology. Nell’ambito della “materials science” vengono ormai pubblicati, nel corso di un anno, circa 60.000 articoli scientifici sulle 11.500 riviste internazionali con peer review che rientrano nella Web of Science organizzata dalla stessa Thomson Reuters. Poiché gli articoli sottoposti ad analisi sono 1,1 milioni l’anno, la scienza dei materiali produce il 5% dell’output scientifico globale. Il valore è ancora piccolo, se confrontato con quello delle scienze “vicine. Gli articoli in fisica e ingegneria, infatti, raggiungono il 9% del totale e quelli in chimica l’11,5%. Tuttavia dal 1981 a il peso relativo degli articoli in “materials science” è raddoppiato: dal 2,5 al 5%, appunto. Il peso relativo degli articoli invece è aumentato del 50% (dal 6 al 9%), mentre quello di fisica e chimica è diminuito. Insomma, la scienza dei materiali è un settore ancora relativamente piccolo, ma emergente. Stati Uniti ed Europa hanno aumentato, nell’ultimo decennio gli investimenti in scienza dei materiali, puntando molto sulle nuove nanotecnologie. Ma il rapporto della Thomson Reuters mostra che la geografia della “materials science” è radicalmente mutata negli ultimi 30 anni. Nel 1981 erano proprio le due aree che affacciano sull’Atlantico settentrionale a produrre la quasi totalità degli articoli scientifici in scienza dei materiali. Oggi la maggiore area di produzione è l’Asia del Pacifico.

Lo dice in maniera chiara la classifica per paesi. La Cina conta il maggiori numeri di pubblicazioni: quasi 11.000 l’anno in media, negli ultimi cinque anni analizzati. Seguono gli Stati Uniti, con 7.600; il Giappone, 5.100; la Germania, 3.300; la Corea del Sud, 3.000; l’India, 2.500. L’Italia figura al tredicesimo posto, con appena 1.200 articoli l’anno.

Nel nostro paese – che è pur sempre il paese di Giulio Natta e dell’invenzione di una plastica, il polipropilene, di cui abbiamo auto per decenni il monopolio mondiale – la ricerca sui nuovi materiali è ormai poco praticata. Un ulteriore segno della scarsa comunicazione tra sistema produttivo e mondo scientifico. Certo la crescita, almeno quantitativa, dell’Asia è impressionante. È lì, probabilmente, che saranno sviluppati i materiali del domani. Anche se la Cina e l’intera costellazione di paesi asiatici hanno ancora da recuperare un gap di qualità.

Per numero di citazioni degli articoli di “materials science” primi, sia in termini assoluti (222.500 citazioni in cinque anni) che relativi (impact factor di 5,82), sono gli Stati Uniti.

Meno alto risulta l’indice di qualità degli articoli prodotti in Europa (impact factor pari a 4,07). Seguono poi nell’ordine il Giappone (3,37), Taiwan (3,14), Corea del Sud (3,10), Cina (2,61) e India (2,55).

Interessante è il confronto tra i luoghi della quantità e i luoghi della qualità. Nel primo caso sono, nell’ordine:

• l’Accademia cinese delle scienza (1.400 articoli l’anno nell’ultimo decennio), 
• l’Accademia russa delle scienze (680 articoli l’anno), 
• l’università di Tohoku, in Giappone (550 articoli), 
• l’università Tsinghua di Pechino (510 articoli), 
• l’Istituto indiano di tecnologia (450 articoli). 

 Tra i primi cinque per qualità figurano, nell’ordine:

• la University of Washington (impact factor di 30,41); 
• la University of California a Santa Barbara (27,41); 
• la University of California a Berkeley (26,58); 
• l’università di Groningen (25,07); 
• la Harvard University (24,46). 

Ovvero, quattro università americane e una olandese. Sarebbe interessante poter rispondere a due ordini di domande. L’Asia ha conquistato il primato della quantità. Riuscirà a conquistare anche quello della qualità? Gli Usa hanno perduto il primato della quantità, ma conservano saldamente il primato della qualità. Perché? Riusciranno a mantenere questa condizione? Il secondo ordine di domande riguarda il nostro paese: nessuna istituzione italiana figura tra le prime 20 al mondo, né nella classifica per quantità né nella classifica per qualità. Perché? E, soprattutto, c’è l’intenzione di rimediare o resteremo fuori della ricerca sui materiali che produrranno le industrie domani?