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Biomimetica: imitare la vita

Ogni cosa che puoi immaginare, la natura l’ha già inventata. 
Albert Einstein

Il geco… aderenza in movimento

Il geco… aderenza in movimento


Praticamente da sempre l’uomo ha osservato, compreso e copiato la natura che lo circondava, e ciò ha permesso di ottenere nei secoli tecnologie determinanti per lo sviluppo della specie. Basti pensare a Leonardo e alle sue macchine volanti ispirate agli uccelli che, passo dopo passo, ci hanno permesso di solcare i cieli.

E la natura ha potuto sperimentare per milioni di anni quindi perché non copiare dal primo della classe…

La vita ha inventato tali e tante strategie, modulandole sulle leggi della natura, con una diversità stupefacente. Tante strutture biologiche risultano nello stesso tempo resistenti e leggere, a basso consumo energetico, versatili o altamente specializzate e spesso offrono soluzioni efficaci ai problemi dell’uomo.

Velcro

Velcro

Pensiamo alla capacità dei viventi di adattarsi a condizioni climatiche estreme e a come il sangue non si congeli in tali condizioni, alla tenuta a colpi e traumi indicibili dei giocatori di un torneo di rugby, al sistema di ammortizzare i colpi del cervello di un picchio, alla riparazione ossea post-frattura, a come un germoglio possa perforare l’asfalto e come cresciuto possa resistere a tempeste senza spezzarsi; le soluzioni offerte alle nostre domande lasciano sempre senza fiato.

Macchina volante di Leonardo

Macchina volante di Leonardo

L’ispirazione alla natura ha permesso di ottenere applicazioni quali il velcro (osservando i piccoli fiori della Bardana), adesivi strutturali copiando le modalità di adesione delle zampe del geco, superfici autopulenti osservando piante acquatiche e svariati altri esempi.

L’idrofobicità delle foglie evita attacchi fungini.

L’idrofobicità delle foglie evita attacchi fungini.

Ed ecco alcune delle direzioni di studio, che spesso hanno dato applicazioni tecnologiche:

  • Superfici a basso attrito idrico studiando la cute dei pesci con ricadute su scafi marini e sommergibili;

  • Schermi di nuova concezione studiando la riflessione alla luce delle ali di farfalla;

  • Turbine idriche/eoliche modellate sulla forma delle pinne delle megattere;

  • Carrozzerie per auto ispirate alle forme di taluni pesci tropicali, con buoni coefficienti aerodinamici;

  • Studio di algoritmi di ottimizzazione del traffico suggeriti dalle colonie di insetti;

  • Fotosintesi artificiale per produrre zucchero, idrogeno e ossigeno molecolare.

Ma ora ancora nuove frontiere della biomimetica (traducibile appunto in copiare la vita) si stanno aprendo, basti pensare alla nanomeccanica bioispirata, in cui sensori e attuatori hanno dimensioni espresse in nanometri (un milionesimo di millimetro) e potranno operare in ambiti inediti.

Lo studioso S. A. Wainwright, collaboratore del Biomimicry Institute, afferma che la biomimesi assorbirà presto la biologia molecolare e le toglierà il primato di scienza biologica. Questa nuova rivoluzione dei materiali porterà nei prossimi decenni a profonde modificazioni del nostro modo di vivere.

Marco Ferrari
23 aprile 2014

 

 

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