Un team del CSIC, insieme alla spin-off Nanostine e con il sostegno dell'Agenzia Spaziale Europea, ha progettato un rivestimento di nanoparticelle d'oro e argento capace di bloccare l'effetto multipactor, che può rendere inutili i sistemi di comunicazione dei satelliti.
L'effetto multipactor è da oltre 40 anni tra le principali preoccupazioni dell'Agenzia spaziale europea (ESA). Si tratta di una valanga di elettroni che si genera nel vuoto, all'interno di componenti come antenne o guide d'onda, e che può finire per danneggiare in modo irreversibile le apparecchiature.
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Per decenni la soluzione di riferimento è stata rivestire questi componenti con Alodine, un composto a base di cromo che offre una buona protezione, ma che è nocivo per la salute di chi lo utilizza e per l'ambiente. Le autorità europee da tempo spingono per la sua messa al bando, anche se finora nessuna delle alternative proposte era riuscita a eguagliarne le prestazioni tecniche.
Lidia Martínez, ricercatrice del CSIC presso l'Istituto di Scienza dei Materiali di Madrid (fonte in spagnolo) (ICMM), spiega che il settore aveva bisogno di un sostituto che emettesse pochi elettroni secondari, perché sono proprio questi a innescare la reazione a catena.
Gran parte dei tentativi precedenti si era concentrata nel modificare la superficie dei materiali su scala micrometrica, senza ottenere il salto di prestazioni richiesto dall'industria aerospaziale.
In questo caso la dimensione conta, non solo il materiale
L'équipe dell'ICMM ha deciso di cambiare scala. Invece di lavorare con strutture micrometriche, ha sviluppato una superficie rugosa a livello nanometrico, cioè con dettagli dell'ordine di un milionesimo di metro. Per ottenerla, ha realizzato nanoparticelle d'oro e d'argento tra i quattro e gli otto nanometri mediante una tecnica di vuoto ultra alto nota come sorgente di aggregazione di gas, che permette di depositare i materiali senza solventi né residui.
Il risultato sono pellicole metalliche porose, chimicamente pulite, che secondo i test effettuati in laboratori accreditati dall'ESA riducono di circa il 30% l'emissione di elettroni secondari rispetto all'Alodine.
Inoltre, il cosiddetto punto di energia di taglio, la soglia oltre la quale il materiale inizia a generare più elettroni di quanti ne riceva, migliora fino al 300% in alcune configurazioni.
I ricercatori hanno sottoposto i rivestimenti anche a prove di invecchiamento di sei mesi e a trattamenti termici a 150 ºC, analoghi a quelli cui è esposto un satellite al sole, e hanno verificato che, sebbene le prestazioni si riducano leggermente nel tempo, restano comunque superiori a quelle dell'Alodine appena applicato.
Dalla domanda di brevetto allo spazio, un percorso ancora in corso
La tecnologia ha già una domanda di brevetto europeo congiunta tra il CSIC e Nanostine (fonte in spagnolo), presentata all'Ufficio europeo dei brevetti nel luglio 2025 e attualmente in fase di esame.
Nanostine, spin-off nata all'interno del CSIC, si occuperà della commercializzazione del rivestimento, destinata soprattutto al settore aerospaziale. Lo sviluppo è stato finanziato anche da un programma di Dottorato Industriale della Comunità di Madrid e accompagnato dall'ESA Business Innovation Center, coordinato a Madrid dalla Fundación Madri+d.
Nonostante i buoni risultati, Martínez è prudente sui tempi: portare un nuovo rivestimento fino al suo impiego reale nello spazio richiede di solito circa una decina d'anni di validazioni.
La ricercatrice assicura che l'ESA ha accolto con favore la soluzione proposta, ma insiste sul fatto che il progetto deve ancora superare diverse fasi prima che questi materiali possano volare a bordo di un satellite.