La tecnologia che imita la natura, la biomimetica

Molti sono gli esempi in cui la tecnologia ha preso spunto dalla natura e in particolare dagli animali. Che si tratti di balene o mucche, di vespe o gechi non interessa, l’importante è cogliere l’essenza e trasformarla in qualcosa che anche l’uomo può sfruttare. Non stiamo parlando di sfruttamento degli animali, ma di biomimetica o bio mimicry (in inglese) cioè lo studio consapevole dei processi biologici e biomeccanici della natura, come fonte di ispirazione per il miglioramento delle attività e tecnologie umane.
Scienza non semplice, soprattutto se consideriamo i milioni di anni che l’evoluzione ha impiegato a modellare le forme di vita sulla terra, che però può portare a benefici in termini di materiali e strutture impiegati nella vita degli uomini.

La madreperla che si trova all’interno degli strati dei gusci dei molluschi tipo le cozze, ma anche nella pelle dei gatti e nelle mammelle delle mucche, ha proprietà auxetiche  che la rendono ottima per sviluppare nuovi materiali in grado di attutire gli impatti e i traumi.
Questa scoperta sta avendo sviluppi importanti soprattutto nell’abbigliamento e nei sistemi di protezione in ambito sportivo, come parastinchi, ginocchiere e caschi, ma potrebbe trovare presto anche applicazioni in campo medico, per esempio come nuovo materiale per dischi intervertebrali artificiali per alleviare i dolori di schiena.
Attualmente materiali auxetici artificiali includono favi e schiume, fibre e tessuti, così come i materiali compositi rinforzati con fibre di carbonio.

L’agenzia spaziale Americana, la NASA, ha imparato qualche trucco grazie all’osservazione dei gechi. La sottile peluria sotto le loro zampe permette a questi piccoli rettili di rimanere attaccate ai muri e naturalmente di camminarci sopra, ma soprattutto più pressione fanno sulle proprie zampe, più queste rimangono incollate alla superficie. Aaron Parness e i colleghi del Jet Propulsion Laboratory in Pasadena hanno sviluppato un materiale sintetico molto simile che aderisce a una superficie quando viene gli applicata un forza. L’utilizzo che la NASA intende farne sarà quello di oggetti che rimangano ancorati, o meglio appiccicati, alla Stazione Spaziale Internazionale sia per uso interno che esterno per riparazioni o controlli.

Lo studio della meccanica degli animali a quattro zamper è al centro degli studi del professor Sangbae Kim del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Qui è già stato riprodotto un modello robotico di un ghepardo in grado di correre a 21km/h e di saltare in autonomia gli ostacoli che gli si presentano davanti. L’obiettivo è quello di creare un nuovo modo di concepire il trasporto che possa rendere il mondo delle automobili obsoleto.

Grazie all’osservazione delle vespe del legno, il dottore Ferdinando Rodriguez y Baena dell’Imperial College ha sviluppato un prototipo di ago da utilizzare nelle delicate operazioni chirurgiche al cervello che funziona proprio come il pungiglione delle vespe femmina che grazie alla sua pieghevolezza riesce a forare il legno e permette di depositare le uova.

Le asperità presenti sulla lungo la superficie delle pinne delle balene sono fondamentali per la loro agilità in acqua. Il dottor Fish scopri questo aspetto e lo chiamo “effetto tubercolosi” che lo portò a fondare una società dal nome Whalepower Corporation. Da allora sviluppa sistemi che possano migliorare l’efficienza di ventilatori, turbine, compressori e pompe.

La pelle degli squali è ricoperta da piccole squame increspate, i denticoli, che ottimizzano lo scivolamento dell’acqua, riduce la resistenza e permette a questo pesce predatore di nuotare più velocemente. Dall’osservazione di questo aspetto, la Speedo ha sviluppato il costume Fastskin che di fatto ha rivoluzionato il mondo del nuoto.