Biomimetica: imitare la vita

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

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Il geco… aderenza in movimento[/caption]

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.

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Velcro[/caption]

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.

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Macchina volante di Leonardo[/caption]

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.

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L’idrofobicità delle foglie evita attacchi fungini.[/caption]

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