Marco Deluca, dai sensori che rilevano incendi (e durano decenni) alla sovranità tecnologica europea

Un sensore che può restare acceso per molti anni di fila, senza bisogno di cambiare batterie né di altro intervento umano, potrebbe presto aprire a nuove applicazioni, come aiutare a individuare i focolai di un incendio boschivo nel momento esatto in cui si innescano, prima che divampino e si trasformino in disastri ambientali. Per arrivare a questo risultato sono serviti quasi vent’anni di studi, che hanno portato a definire un principio guida: il modo in cui un materiale viene prodotto ne determina la struttura interna a livello microscopico, che a sua volta definisce il comportamento mostrato nell’uso pratico, dalle proprietà elettriche a quelle meccaniche.

«Ho sempre cercato di capire cosa succeda a livello atomico quando un materiale – durante la preparazione – passa dalla fase fluida a quella solida, e come questo incida sul comportamento che osserviamo su scala macroscopica», racconta Marco Deluca, a capo della Research Unit Thin Film Technologies (l’unità di ricerca sui materiali strutturati in strati sottili) presso i Silicon Austria Labs, il principale centro austriaco di ricerca applicata su microtecnologie ed elettronica avanzata.

Nato a Trieste, dove si è laureato in Ingegneria chimica di processo, Deluca ha scelto fin dalla tesi di laurea di occuparsi di materiali piezoelettrici, capaci di convertire una sollecitazione meccanica in energia elettrica (e viceversa). «Dovevo scegliere tra due tesi possibili, una sul petrolio e una sui composti ceramici per applicazioni piezoelettriche», ricorda Deluca. «Per una questione di sensibilità ambientaleho preferito la seconda, e quella decisione ha finito per orientare tutto il resto della mia carriera». Dopo una collaborazione con il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) a Faenzae un periodo di dottorato di ricerca completato in Giappone, si è trasferito in Austria nel 2009 come ricercatore postdoc a Leoben, prima di arrivare tre anni fa a guidare il proprio gruppo a Villach, di fatto a una ventina di chilometri dal confine italiano.

«Il progetto più ambizioso che ho seguito negli ultimi anni riguarda l’accumulo di energia in materiali capaci di alimentare reti di sensori completamente autonome», chiarisce Deluca. «I sensori dovrebbero poter essere installati una sola volta e poi lasciati funzionare in autonomia, capaci di operare continuativamente per l’intera durata del ciclo di vita utile, senza necessità di sostituire le alimentazioni o di essere collegati a cavi elettrici». Con un ERC Consolidator Grant, uno dei finanziamenti più prestigiosi del Consiglio Europeo della Ricerca assegnati ai ricercatori europei, ha guidato per sei anni un progetto chiamato Citres dedicato proprio a questo obiettivo.

Da gennaio comincerà la fase successiva del lavoro, un ERC Proof of Concept pensato proprio per trasformare una scoperta scientifica in un’applicazione concreta, che punterà a produrre su scala reale reti di sensori distribuiti direttamente nelle foreste, per il rilevamento precoce degli incendi. «Al termine di questo nuovo progetto vorremmo ottenere un prototipo pronto, e da lì cercare un investitore per trasformarlo in una startup a sé stante», aggiunge Deluca.

Semplificando un po’, il principio scientifico alla base di questi materiali riguarda il modo in cui l’energia elettrica viene immagazzinata e poi restituita. Nella maggior parte dei materiali usati oggi per questo scopo, la struttura interna è orientata in modo uniforme, e questo fa sì che una parte consistente dell’energia venga dispersa sotto forma di calore proprio nel momento in cui viene recuperata. Il meccanismo alternativo studiato da Deluca con il suo gruppo funziona in modo diverso: l’orientamento avviene solo all’interno di porzioni molto piccole del materiale, che si sommano tra loro senza allinearsi su larga scala. «È un po’ come se, invece di un unico grande magnete orientato in una sola direzione, avessimo tantissimi piccoli magneti orientati in modo leggermente diverso l’uno dall’altro», spiega Deluca. «Quando li metti insieme, il risultato complessivo funziona comunque, ma senza il grande scarto di energia che si verifica quando un intero blocco deve riorientarsi simultaneamente».

È esattamente questo il principio dietro uno studio scientifico pubblicato dal suo gruppo sulla rivista Communications Materials (gruppo Nature) nel novembre del 2025, che descrive un film sottile,prodotto con un metodo economico e facilmente adattabile alla scala industriale, capace di raggiungere prestazioni paragonabili a materiali molto più costosi e tossici. Un secondo studio, pubblicato sul Journal of Applied Physics nel giugno di quest’anno, ha invece dimostrato per la prima volta l’integrazione su scala industriale di un materiale piezoelettrico a doppio strato (e senza piombo, dunquepiù ecologico) capace di generare movimento meccanico con un’elettronica più semplice rispetto ai tentativi precedenti.

fonte Repubblica