Panoramica del Mercato
Il mercato dei polimeri piezoelettrici è stato valutato a 20557,6 milioni di USD nel 2024 e si prevede che raggiungerà i 34304,88 milioni di USD entro il 2032, con un CAGR del 6,61% durante il periodo di previsione.
| ATTRIBUTO DEL RAPPORTO |
DETTAGLI |
| Periodo Storico |
2020-2023 |
| Anno Base |
2024 |
| Periodo di Previsione |
2025-2032 |
| Dimensione del Mercato dei Polimeri Piezoelettrici 2024 |
USD 20557,6 milioni |
| Mercato dei Polimeri Piezoelettrici, CAGR |
6,61% |
| Dimensione del Mercato dei Polimeri Piezoelettrici 2032 |
USD 34304,88 milioni |
Il mercato dei polimeri piezoelettrici presenta un ecosistema competitivo diversificato, modellato da innovatori di materiali, produttori di componenti e fornitori di soluzioni avanzate per sensori che guidano i miglioramenti delle prestazioni in flessibilità, accoppiamento elettromeccanico e miniaturizzazione dei dispositivi. Aziende come CeramTec, Sparkler Ceramics, CTS Corporation, Noliac A/S, Mad City Labs, Inc., Peizosystem Jena GmbH, Piezomechanik Dr. Lutz Pickelmann GmbH, APC International, Ltd., Harris Corporation e PI Ceramic GmbH rafforzano il progresso del mercato espandendo film polimerici ad alta precisione, attuatori a film sottile e tecnologie di trasduttori di nuova generazione. Il Nord America guida il mercato globale con una quota esatta del 41 percento, supportata da forti investimenti in R&S, adozione precoce di sensori flessibili e un ecosistema robusto per l’integrazione di elettronica indossabile e dispositivi medici.
Approfondimenti di Mercato
- Il mercato dei polimeri piezoelettrici ha raggiunto 20557,6 milioni di USD nel 2024 e si prevede che raggiungerà 34304,88 milioni di USD entro il 2032 con un CAGR del 61%, guidato da una forte domanda di componenti di rilevamento flessibili e leggeri e di raccolta di energia.
- L’adozione crescente di materiali a base di PVDF e copolimeri migliora l’efficienza dell’accoppiamento elettromeccanico, supportando la crescita nell’elettronica indossabile, negli impianti medici e nella robotica morbida; il segmento dei sensori continua a detenere la quota maggiore grazie all’uso in espansione nel monitoraggio della salute e nell’automazione industriale.
- La concorrenza si intensifica poiché CeramTec, CTS Corporation, PI Ceramic GmbH, Peizosystem Jena GmbH e Noliac A/S accelerano i progressi in attuatori a film sottile, micro-trasduttori e film polimerici di precisione per rafforzare i portafogli di prodotti.
- Il progresso del mercato affronta restrizioni dovute a limitazioni nella lavorazione dei materiali, sensibilità alla temperatura e degrado delle prestazioni sotto stress meccanico a lungo termine, influenzando l’adozione in ambienti industriali ad alto carico.
- Il Nord America domina con una quota regionale esatta del 41%, supportata da una forte attività di R&S, rapida integrazione di sensori flessibili nei dispositivi medici e adozione precoce negli ecosistemi aerospaziali ed elettronica indossabile.
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Analisi della Segmentazione del Mercato:
Per Tipo di Polimero
I copolimeri di base e il PVDF mantengono la posizione di leader con una quota stimata superiore al 45%, guidata dal loro forte contenuto di fase β elettroattiva, dalla superiore flessibilità meccanica e dalla compatibilità con la produzione di film su larga scala. I film di PVDF puro dominano in questa categoria grazie alle loro prestazioni consolidate in sensori, dispositivi per la raccolta di energia e trasduttori medici. L’adozione crescente di copolimeri avanzati P(VDF-TrFE), in particolare film sottili e nanofibre, rafforza la domanda nell’elettronica di precisione e nei MEMS. I compositi polimero-ceramici come PVDF-BaTiO₃ e PVDF-ZnO guadagnano slancio per applicazioni ad alta resa, mentre i polimeri bio-based emergenti ed esperimentali ampliano le opportunità di nicchia guidate dalla R&S.
- Ad esempio, le patch piezoelettriche su substrato flessibile PiezoPaint™ depositabili su tessuti, polimeri, PCB o carta sono specificate con uno spessore del film tra 100 e 200 µm e dimensioni del film utilizzabili da 1 a 200 mm, consentendo l’integrazione in substrati indossabili ed elettronica flessibile.
Per Forma
I film e le membrane rappresentano il segmento di forma dominante con oltre il 50% della quota di mercato, supportati dall’uso estensivo in sensori flessibili, patch indossabili e strati per la raccolta di energia. All’interno di questo gruppo, i film sottili di circa 10 μm sono leader grazie alla loro alta sensibilità, facilità di integrazione nell’elettronica compatta e compatibilità con i processi roll-to-roll. I film standard e spessi rispondono ai trasduttori industriali e ai sistemi di monitoraggio strutturale. Fibre e tessuti, inclusi nanofibre elettrofilate, filati core-spun e tessuti intrecciati, vedono una rapida crescita grazie alle innovazioni nei tessuti intelligenti, mentre le strutture composite stampate in 3D e modellate guadagnano trazione per architetture piezoelettriche personalizzate in robotica e dispositivi biomedici.
- Ad esempio, la ricerca sugli attuatori multistrato di Noliac documenta gli involucri di prestazione dei materiali PZT drogati dolcemente (NCE51) e drogati duramente (NCE46) a temperature elevate (fino a 200 °C), mostrando variazioni misurate di spostamento libero, rigidità e altri parametri di prestazione in condizioni di campo elevato e alta temperatura.
Per Applicazione
L’elettronica indossabile detiene la quota maggiore con oltre il 40%, spinta dalla forte adozione nei tessuti intelligenti, patch per il monitoraggio della salute e sistemi e-skin di nuova generazione. I tracker di fitness, gli orologi intelligenti e i dispositivi IoT flessibili si affidano pesantemente ai film a base di PVDF per la raccolta continua di energia e il rilevamento del movimento. Le reti di sensori IoT, inclusi sistemi ambientali, industriali e di infrastruttura per città intelligenti, espandono la domanda di polimeri piezoelettrici durevoli e leggeri. I dispositivi medici e gli impianti rappresentano un segmento in rapida evoluzione, supportato da pacemaker impiantabili, biosensori, sistemi di feedback protesico e piattaforme di somministrazione controllata di farmaci che utilizzano materiali piezoelettrici biocompatibili per operazioni di precisione.
Principali Fattori di Crescita
Espansione dell’Adozione in Indossabili e Tessuti Intelligenti
Il mercato cresce fortemente man mano che l’elettronica indossabile, i tessuti intelligenti e le piattaforme e-skin integrano sempre più polimeri piezoelettrici flessibili per il rilevamento del movimento, la rilevazione della pressione e la raccolta di energia. I film leggeri di PVDF e P(VDF-TrFE) consentono capacità autoalimentate, migliorando la durata della batteria e il comfort dell’utente in tracker di fitness, patch mediche e abbigliamento intelligente. I progressi nella lavorazione a bassa temperatura e nella deposizione di film sottili stimolano ulteriormente l’adozione nell’elettronica di consumo e nella sanità. Questo ecosistema di casi d’uso in espansione stabilisce i polimeri piezoelettrici come materiale preferito per dispositivi personalizzati e connessi di nuova generazione.
- Ad esempio, Nano‑View®/M Series, che offre una risoluzione sub-nanometrica con controllo a circuito chiuso e gamme di movimento XYZ fino a 300 µm per asse sotto il controllo di feedback PicoQ®.
Aumento dell’Implementazione di IoT e Reti di Sensori Distribuiti
L’espansione dell’IoT accelera la domanda di polimeri piezoelettrici poiché le industrie implementano reti di sensori densi per il monitoraggio strutturale, il tracciamento ambientale e l’automazione industriale. Questi materiali offrono durabilità meccanica, basso consumo energetico e la capacità di generare dati in tempo reale da vibrazioni e variazioni di pressione. La loro compatibilità con substrati flessibili e moduli di comunicazione wireless supporta l’integrazione nelle infrastrutture delle città intelligenti, nell’agricoltura di precisione e nei nodi di monitoraggio remoto. Poiché i sistemi IoT a basso consumo energetico diventano prioritari, i sensori autoalimentati a base di polimeri piezoelettrici giocano un ruolo centrale nel ridurre la manutenzione e consentire operazioni sul campo di lunga durata.
- Ad esempio, l’attuatore a pila di Piezosystem Jena GmbH offre un movimento fino a 82 µm, con risoluzione sub-nanometrica, alta rigidità fino a 210 N/µm e forza di blocco fino a 850 N sotto tensione di guida appropriata.
Avanzamenti nei Dispositivi Medici e nei Sistemi Impiantabili
L’innovazione medica guida significativamente il mercato poiché i polimeri piezoelettrici migliorano la precisione del rilevamento, il monitoraggio biomeccanico e la somministrazione controllata di farmaci. Il PVDF e i suoi copolimeri offrono biocompatibilità, flessibilità e risposta elettromeccanica stabile, rendendoli adatti per pacemaker impiantabili, biosensori, protesi e interfacce neurali. La loro capacità di operare come mini generatori di energia riduce la dipendenza da frequenti sostituzioni di batterie nei sistemi impiantabili. La crescente domanda di dispositivi minimamente invasivi e tecnologie di trattamento personalizzate rafforza l’adozione in diagnostica, attrezzature per la riabilitazione e soluzioni di monitoraggio fisiologico a lungo termine.
Tendenze e Opportunità Chiave
Crescita delle Architetture di Film Avanzate e dei Materiali Nanostrutturati
Il mercato beneficia delle innovazioni nei film nanostrutturati, tra cui nanofibre elettrofilate, strati ultrafini di P(VDF-TrFE) e sistemi ibridi polimero-ceramica progettati per coefficienti piezoelettrici più elevati. Queste architetture offrono una sensibilità migliorata, tempi di risposta più rapidi e maggiore flessibilità per applicazioni emergenti in robotica, attuatori morbidi e sensori integrati con l’IA. I progressi nella produzione additiva e nelle strutture piezoelettriche stampate in 3D aprono opportunità per geometrie di dispositivi personalizzati e impianti biomedici. Questa tendenza posiziona le piattaforme polimeriche nanostrutturate come un abilitatore centrale dei materiali intelligenti di nuova generazione e dei componenti elettronici multifunzionali.
- Ad esempio, i materiali PZT proprietari di APC (ad es. APC 850, APC 855) mostrano una costante di carica piezoelettrica d₃₃ fino a circa 630 × 10⁻¹² C/N per determinate composizioni, consentendo prestazioni di attuazione o rilevamento elevate in dispositivi ad alta potenza o alta sensibilità.
Crescente Spostamento Verso Polimeri Sostenibili e Bio-Based
Le priorità ambientali creano opportunità per polimeri piezoelettrici bio-based e biodegradabili che riducono la dipendenza dai materiali fluorurati. I materiali bio-piezoelettrici in fase di ricerca derivati da cellulosa, amminoacidi e biopolimeri attirano l’attenzione per i sistemi sanitari indossabili, i sensori ecologici e l’elettronica transitoria. La loro origine rinnovabile e la compatibilità con la produzione verde sono in linea con le aspettative normative per l’elettronica sostenibile. Poiché le industrie si muovono verso soluzioni materiali circolari, i polimeri piezoelettrici bio-based presentano un percorso strategico per le aziende che mirano a differenziarsi attraverso le prestazioni ambientali supportando l’innovazione di dispositivi a basso impatto.
- Ad esempio, gli attuatori PICMA® (serie di prodotti P‑843) offrono un range di movimento fino a 90 µm, una capacità di spinta intorno a 800 N e una capacità di trazione vicino a 300 N, con un tempo di risposta sotto il microsecondo e una risoluzione sotto il nanometro per applicazioni ad alta precisione.
Integrazione nella Robotica Morbida e nelle Interfacce Uomo-Macchina
Lo sviluppo rapido della robotica morbida e delle interfacce interattive apre opportunità per polimeri piezoelettrici altamente flessibili e conformabili. Questi materiali consentono il rilevamento tattile, la propriocezione e il feedback di movimento in pinze robotiche, arti protesici e sistemi di comunicazione aptica. La loro capacità di resistere a deformazioni meccaniche ripetute senza perdita di prestazioni li rende ideali per pelle artificiale, robotica riabilitativa e sistemi XR immersivi. Mentre le industrie perseguono piattaforme di interazione uomo-macchina più intuitive, i polimeri piezoelettrici fungono da elementi funzionali principali che offrono feedback sensoriale in tempo reale e capacità di controllo adattivo.
Principali Sfide
Limitazioni delle Prestazioni Rispetto alle Controparti in Ceramica
Nonostante i vantaggi di flessibilità, i polimeri piezoelettrici spesso mostrano costanti piezoelettriche e stabilità termica inferiori rispetto ai materiali ceramici come il PZT. Queste limitazioni ne restringono l’uso in attuazioni ad alta potenza, ambienti ad alta temperatura e applicazioni industriali pesanti. Raggiungere una cristallinità β-fase consistente e un’uscita elettromeccanica stabile rimane una sfida tecnica durante la lavorazione su larga scala. I produttori devono bilanciare la flessibilità meccanica con prestazioni elettriche migliorate, guidando investimenti continui in R&S su strutture composite, copolimeri avanzati e metodi di fabbricazione ottimizzati per ridurre il divario di prestazioni con le tecnologie ceramiche tradizionali.
Processi di Produzione Complessi e Pressioni sui Costi
Produrre film polimerici piezoelettrici di alta qualità, nanofibre e strutture composite richiede un controllo preciso della cristallizzazione, polarizzazione e purezza del materiale, aumentando la complessità e il costo della produzione. Scalare processi avanzati come l’elettrofilatura, la deposizione a strati atomici e la laminazione multistrato pone barriere tecniche per la produzione di massa. Le applicazioni di elettronica di consumo sensibili ai costi e IoT affrontano sfide nel giustificare il prezzo premium dei materiali. Senza un’ottimizzazione più ampia dei processi e percorsi di fabbricazione standardizzati, i produttori potrebbero avere difficoltà a raggiungere rapporti costo-prestazioni competitivi che supportino il dispiegamento commerciale su larga scala.
Analisi Regionale
Nord America
Il Nord America guida il Mercato dei Polimeri Piezoelettrici con una quota stimata del 34%, supportata da forti capacità di R&S, produzione elettronica avanzata e adozione precoce di sensori flessibili in dispositivi indossabili e sanitari. La regione beneficia di un robusto investimento in infrastrutture IoT, ingegneria biomedica e tessuti intelligenti, accelerando la domanda di film a base di PVDF e copolimeri P(VDF-TrFE). La crescente diffusione dei polimeri piezoelettrici in dispositivi medici impiantabili, sistemi di monitoraggio industriale e piattaforme di rilevamento di grado difensivo sostiene il momentum. Collaborazioni estese tra istituti di ricerca e sviluppatori di materiali rafforzano ulteriormente le pipeline di innovazione, consolidando la posizione di leadership della regione.
Europa
L’Europa detiene circa il 29% del mercato, guidata da un forte supporto normativo per materiali avanzati, elettronica sostenibile e sensori ad alte prestazioni. L’ecosistema industriale della regione enfatizza i sistemi di sicurezza automobilistica, la robotica di precisione e le tecnologie sanitarie indossabili, aumentando l’adozione di film polimerici piezoelettrici e compositi. La domanda cresce man mano che i componenti per la raccolta di energia acquisiscono rilevanza nelle infrastrutture intelligenti e nelle applicazioni dell’Industria 4.0. Le principali università e centri di ricerca sui materiali avanzano strutture ibride polimero-ceramica e architetture a nanofibre, migliorando le caratteristiche prestazionali. L’enfasi sui materiali ecologici e il crescente interesse per i polimeri piezoelettrici biodegradabili espandono ulteriormente l’impronta tecnologica e commerciale dell’Europa.
Asia-Pacifico
L’Asia-Pacifico rappresenta la traiettoria di crescita più rapida e detiene circa il 31% della quota di mercato, supportata dalla produzione su larga scala di elettronica, dall’espansione della produzione di dispositivi IoT e da forti incentivi governativi per materiali avanzati. Cina, Giappone e Corea del Sud guidano l’innovazione in sensori flessibili, e-textiles e attuatori miniaturizzati, rafforzando la domanda di film sottili in PVDF e P(VDF-TrFE). Lo sviluppo rapido di dispositivi indossabili per i consumatori, tecnologie per la casa intelligente e automazione industriale accelera l’adozione nelle economie emergenti. La profonda capacità produttiva dell’APAC consente prezzi competitivi e output di grande volume, posizionando la regione come un hub globale per lo sviluppo e la commercializzazione della tecnologia dei polimeri piezoelettrici.
America Latina
L’America Latina cattura circa il 4% del mercato, con una crescita costante che emerge dalla modernizzazione sanitaria in espansione, dalle tecnologie agricole intelligenti e dalla precoce adozione di sistemi di monitoraggio ambientale basati su IoT. Paesi come Brasile, Messico e Cile esplorano sempre più i sensori polimerici piezoelettrici per la sicurezza industriale, il monitoraggio remoto e i dispositivi sanitari indossabili. La produzione locale rimane limitata, ma la crescente disponibilità di importazioni e l’integrazione crescente di sensori flessibili nell’elettronica di consumo supportano la domanda. Gli sforzi di digitalizzazione guidati dal governo e le partnership con fornitori globali di elettronica aiutano a rafforzare la penetrazione tecnologica, migliorando gradualmente la posizione della regione nel panorama del mercato complessivo.
Medio Oriente & Africa
La regione del Medio Oriente & Africa rappresenta circa il 2% della quota di mercato, guidata da un’adozione selettiva nel monitoraggio industriale, nelle operazioni petrolifere e del gas e nei progetti di infrastrutture intelligenti. I paesi del Consiglio di Cooperazione del Golfo (GCC) investono in sistemi IoT e di automazione che incorporano sensori a base di polimeri piezoelettrici per il rilevamento delle vibrazioni e il monitoraggio ambientale. La modernizzazione sanitaria in Sud Africa e negli Emirati Arabi Uniti supporta ulteriormente la crescita nelle applicazioni indossabili e diagnostiche. La capacità produttiva regionale limitata limita un’adozione più ampia, ma la crescente dipendenza da materiali ad alte prestazioni importati e i progetti pilota nelle infrastrutture intelligenti creano opportunità emergenti.
Segmentazioni di Mercato:
Per Tipo di Polimero:
- Film puri in PVDF
- Copolimero PVDF-HFP
Per Forma:
- Film sottili (10 μm)
- Film standard (10–100 μm)
Per Applicazione:
- Tessuti intelligenti ed e-fabrics
- Tracker di fitness e monitor sanitari
Per Geografia
- America del Nord
- Stati Uniti
- Canada
- Messico
- Europa
- Germania
- Francia
- Regno Unito
- Italia
- Spagna
- Resto d’Europa
- Asia Pacifico
- Cina
- Giappone
- India
- Corea del Sud
- Sud-est Asiatico
- Resto dell’Asia Pacifico
- America Latina
- Brasile
- Argentina
- Resto dell’America Latina
- Medio Oriente & Africa
- Paesi del GCC
- Sudafrica
- Resto del Medio Oriente e Africa
Panorama Competitivo
Il mercato dei polimeri piezoelettrici presenta un panorama competitivo modellato da aziende come CeramTec, Sparkler Ceramics, CTS Corporation, Noliac A/S, Mad City Labs, Inc., Peizosystem Jena GmbH, Piezomechanik Dr. Lutz Pickelmann GmbH, APC International, Ltd., Harris Corporation e PI Ceramic GmbH. Il mercato dei polimeri piezoelettrici è definito da un’innovazione continua nell’ingegneria dei materiali, tecnologie di lavorazione avanzate e sviluppo di prodotti specifici per applicazioni. Le aziende danno priorità al miglioramento della risposta piezoelettrica dei film a base di PVDF, migliorando la cristallinità della fase β e ampliando l’uso di architetture a nanofibre e sistemi ibridi polimero-ceramica per soddisfare le crescenti esigenze di prestazioni. Gli sforzi si concentrano sulla scalabilità della produzione di film sottili, sull’ottimizzazione delle tecniche di polarizzazione e sull’integrazione di materiali flessibili in dispositivi indossabili, impianti medici e reti di sensori IoT. I partecipanti al mercato rafforzano la competitività attraverso collaborazioni strategiche con produttori di elettronica, innovatori in tecnologia medica e istituti di ricerca. La crescente enfasi su materiali leggeri, biocompatibili ed efficienti dal punto di vista energetico guida ulteriormente la differenziazione del prodotto e posiziona l’industria per un’adozione accelerata in dispositivi intelligenti, sistemi di monitoraggio industriale e applicazioni di robotica morbida di nuova generazione.
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Analisi dei Giocatori Chiave
- CeramTec
- Sparkler Ceramics
- CTS Corporation
- Noliac A/S
- Mad City Labs, Inc.
- Peizosystem Jena GmbH
- Piezomechanik Dr. Lutz Pickelmann GmbH
- APC International, Ltd.
- Harris Corporation
- PI Ceramic GmbH
Sviluppi Recenti
- A settembre 2025, Daikin ha dichiarato un accordo quinquennale con ENGIE North America per fornire a tutte le aziende del gruppo il 100% di elettricità rinnovabile, come il Daikin Texas Technology Park, dove si trovano il suo più grande impianto di produzione e la sede centrale nordamericana. Questa partnership evidenzia l’uso di fonti di energia rinnovabile da parte di Daikin.
- A giugno 2025, Queensgate Instruments ha rilasciato un nuovo stadio piezoelettrico di nanoposizionamento per carichi pesanti che può gestire carichi fino a 6 kg, estendendo la sua linea ad alte prestazioni. Questo stadio a leva amplificata, che ha un range di movimento di 250 µm, è adatto per applicazioni come l’ispezione dei semiconduttori, l’interferometria a luce bianca e la produzione di precisione grazie alla sua risoluzione sub-nanometrica, movimento guidato da flessione e rilevamento capacitivo diretto.
- A luglio 2024, 3M ha effettuato un investimento strategico in Ohmium International, uno sviluppatore di sistemi di elettrolizzatori per la produzione di idrogeno verde, come parte dei suoi sforzi per supportare una transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio e potenzialmente decarbonizzare le proprie operazioni.
Copertura del Rapporto
Il rapporto di ricerca offre un’analisi approfondita basata su Tipo di Polimero, Forma, Applicazione e Geografia. Dettaglia i principali attori del mercato, fornendo una panoramica delle loro attività, offerte di prodotti, investimenti, flussi di entrate e applicazioni chiave. Inoltre, il rapporto include approfondimenti sull’ambiente competitivo, analisi SWOT, tendenze di mercato attuali, nonché i principali driver e vincoli. Inoltre, discute vari fattori che hanno guidato l’espansione del mercato negli ultimi anni. Il rapporto esplora anche le dinamiche di mercato, gli scenari normativi e i progressi tecnologici che stanno plasmando l’industria. Valuta l’impatto dei fattori esterni e dei cambiamenti economici globali sulla crescita del mercato. Infine, fornisce raccomandazioni strategiche per i nuovi entranti e le aziende consolidate per navigare nelle complessità del mercato.
Prospettive Future
- Il mercato avanzerà man mano che i film piezoelettrici flessibili troveranno un uso più ampio nei dispositivi indossabili per il monitoraggio della salute.
- I produttori espanderanno la produzione di materiali a base di PVDF per soddisfare la crescente domanda di componenti leggeri per la raccolta di energia.
- I ricercatori miglioreranno le tecniche di allineamento dei polimeri per aumentare la sensibilità e prolungare la longevità dei dispositivi.
- L’adozione accelererà nella robotica morbida a causa della necessità di materiali sensibili estensibili e reattivi.
- L’integrazione dei polimeri piezoelettrici nei tessuti intelligenti crescerà man mano che i marchi cercheranno strati sensibili ultra-sottili e lavabili.
- I fornitori automobilistici incorporeranno questi polimeri nei sistemi di monitoraggio delle vibrazioni e di rilevamento degli occupanti.
- Le aziende di dispositivi medici utilizzeranno polimeri di nuova generazione per sviluppare sensori impiantabili più piccoli e accurati.
- Le applicazioni nelle energie rinnovabili aumenteranno man mano che i raccoglitori polimerici flessibili diventeranno più efficienti in ambienti a bassa frequenza.
- I produttori di elettronica adotteranno questi materiali per interruttori autoalimentati e interfacce tattili compatte.
- Le iniziative di sostenibilità promuoveranno polimeri piezoelettrici a base biologica e riciclabili, stimolando l’innovazione dei materiali.
