Presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento sono stati sviluppati nuovi attuatori elettrostatici leggeri e compatti per applicazioni spaziali, in collaborazione con la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e l’Istituto Italiano di Tecnologia. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
All’interno del progetto di ricerca Fleap – Fluid gap Electro-Active-Polymer machines, finanziato da un ERC Starting Grant, un team dell’Università di Trento ha contribuito alla realizzazione di una nuova generazione di attuatori elettrostatici a film sottile, progettati per funzionare in condizioni estreme come quelle delle missioni spaziali.
Si tratta di dispositivi con dimensioni di pochi centimetri e peso di pochi grammi, capaci di sollevare carichi anche centinaia di volte superiori al proprio. Secondo i ricercatori, le loro caratteristiche li rendono adatti a essere impiegati in robot orbitali, sistemi di esplorazione planetaria, apparati mobili per satelliti e telescopi spaziali.
Lo sviluppo è stato condotto in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia e l’<strong’Istituto di Intelligenza Meccanica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, con la supervisione di Giacomo Moretti, docente associato presso l’Ateneo trentino.
I dispositivi realizzati sono attuatori elettrostatici costituiti da:
L’applicazione di una tensione elettrica induce deformazioni controllate nella struttura del dispositivo, grazie al comportamento elettrostatico delle superfici. Le intercapedini si comprimono sotto l’effetto della forza elettrostatica, producendo movimenti lineari simili a quelli di un muscolo.
Secondo Moretti, i nuovi attuatori offrono vantaggi rispetto ai motori elettrici convenzionali, in particolare:
* assenza di surriscaldamento, poiché il funzionamento si basa su cariche statiche e non su correnti continue;
* assenza di ingranaggi per ottenere movimenti lineari;
* compatibilità con ambienti in vuoto spinto, senza necessità di lubrificanti.
I test sperimentali effettuati presso i laboratori della Scuola Superiore Sant’Anna hanno mostrato che gli attuatori:
Moretti evidenzia come l’assenza di atmosfera in orbita consenta di ottenere movimenti rapidi eliminando attriti e dissipazioni termiche. La realizzazione degli attuatori ha coinvolto fasi differenziate: il primo step produttivo a Trento (fabbricazione degli strati funzionali) e l’assemblaggio finale a Pisa, dove è avvenuta anche la validazione con interfacce meccaniche.
L’Electroactive Soft Transducers Lab Trento, attivo all’interno del Dipartimento di Ingegneria Industriale, ha curato:
Al lavoro hanno partecipato anche Daniele Bortoluzzi, esperto di testing per sistemi spaziali, e lo stesso Moretti, che si occupa di attuatori elettrostatici e robotica avanzata.
Il progetto Fleap, avviato nel gennaio 2025, è finanziato con un ERC Starting Grant quinquennale e ha come obiettivo lo sviluppo di macchine elettrostatiche a polimeri attivi per applicazioni avanzate, non solo nello spazio ma anche nella robotica medica e nella microautomazione.
La pubblicazione dei risultati su Nature Communications rafforza il valore scientifico dell’approccio adottato e apre alla possibilità di integrare questi attuatori in sistemi robotici complessi, dove le esigenze di leggerezza, compattezza e affidabilità risultano centrali.
Secondo quanto riportato nella comunicazione ufficiale dell’Università di Trento, l’attività in corso è parte di una linea di ricerca più ampia, incentrata sulla trasduzione elettromeccanica ad alte prestazioni per ambienti estremi, con un focus crescente sullo sviluppo di componenti intelligenti per veicoli spaziali e strumenti di osservazione avanzata.