4green RICERCA / BIOMIMESI
Un esempio su tutti le celle solari , la cui idea è nata osservando le foglie e a cui ancora oggi si aspira come livello di efficienza . La natura è anche la misura delle cose . Dopo 3,8 miliardi di anni di evoluzione , la natura ha imparato cosa funziona , cosa è meglio , cosa dura . La natura è mentore e non la si studia per sfruttarla ma per imparare da essa e seguirne i principi di circolo chiuso continuo che non consuma il proprio capitale ecologico oltre limiti insostenibili per la propria sopravvivenza – a differenza del modello economico lineare della nostra società . Janine Benyus nel guardare alla storia ma soprattutto al futuro ha delineato un percorso che sì parte dalla rivoluzione agricola , passa per la rivoluzione scientifica e giunge alla rivoluzione industriale , ma che , nel 1997 , si augurava potesse arrivare un giorno alla “ rivoluzione biomimetica ”. Ora , nel XXI secolo , sembra ci si stia avvicinando sempre più a questa rivoluzione , ora che si prende sempre più coscienza che la Terra con i nostri 8 miliardi di persone non può supportarci ancora a lungo con il nostro modello economico lineare . Si può anche sostenere che pur senza un nome che la identificasse , la biomimesi ci sia da secoli , da Leonardo Da Vinci fino ad arrivare al XX secolo con le numerose invenzioni industriali e ora più che mai grazie alle tecnologie che permettono di scoprire e conoscere il mondo dal livello intracellulare e subatomico fino al livello interstellare .
I classici
Gli esempi sono innumerevoli e alcuni sono dei classici . Basti pensare al Velcro . Noto a tutti , il
Come opera la natura , idee per un modello di economia sostenibile e circolare
suo inventore osservò la struttura dei capolini di alcune Asteracee in particolare , che formano il tipico involucro sferico dotato di aculei uncinati su cui si innestano i fiori e che tipicamente ci si ritrova attaccati ai vestiti quando si cammina in un campo . O ancora c ’ è chi ha imitato la struttura delle zampe del geco , come la società Interface per i propri adesivi TacTiles , piccoli adesivi in PET e gomma che evitano l ’ utilizzo di colle per l ’ applicazione delle coperture per pavimenti dell ’ azienda . La copertura rimane stabile , tuttavia all ’ occorrenza , se necessario rimuoverne un pezzo , il distacco è immediato : l ’ adesivo si mantiene attaccato al pezzo e in caso si debba invece rimuoverlo definitivamente è sufficiente un gesto ( tuttavia è anche riciclabile assieme alla pavimentazione stessa ). Caratteristiche che imitano il geco , che ha una fortissima azione adesiva su qualsiasi superficie e al contempo è in grado di sollevare le zampe molto rapidamente . La struttura della pelle delle zampe , in particolare delle dita , del geco è ancora studiata per lo sviluppo di prodotti con proprietà adesive , e insieme ad esso sono studiati anche ragni , mosche e coleotteri , poiché tutti mostrano strutture simili con una capacità di adesione notevole . Un altro esempio abbastanza noto è il martin pescatore . Nella progettazione del treno super veloce Shinkansen ci si è ispirati alla conformazione del becco di questo uccello per ridurre il forte rumore che il muso del treno produceva all ’ uscita delle gallerie , a causa del cambiamento della pressione dell ’ aria . È noto che l ’ ingegnere progettista si sia ispirato a questo becco osservando come il martin pescatore sia in grado di
ELEVATE PRESTAZIONI MECCANICHE E LE NOSTRE OSSA
Ricercatori del dipartimento di ingegneria meccanica della Stanford University ( California ) hanno sviluppato un nuovo materiale per la stampa 3D su scala nanometrica , in grado di creare strutture che sono una frazione della larghezza di un capello umano . Il nuovo materiale è stato utilizzato per stampare reticoli minuscoli e leggeri in grado di assorbire il doppio dell ’ energia rispetto ad altri materiali stampati in 3D di densità simile . Nel caso specifico l ’ intenzione era sì di creare un nuovo materiale , ma anche di progettare diversi tipi di strutture 3D dalle alte prestazioni meccaniche . La combinazione tra struttura 3D e il materiale particolarmente resistente ha fornito ai campioni le proprietà meccaniche necessarie . Per ottenere un materiale dall ’ e- levata performance e particolarmente adatto alla stampa 3D , i ricercatori hanno incorporato nanocluster metallici ( minuscoli agglomerati di atomi ) nel mezzo di stampa . La tecnologia utilizzata per la stampa è la litografia a due fotoni , in cui il materiale di stampa viene indurito attraverso una reazione chimica avviata dalla luce laser . Questi nanocluster metallici hanno infatti proprietà adatte ad assorbire la luce laser e convertirla in reazione chimica e sono in grado di farlo con diverse classi di polimeri . Sono stati così combinati con acrilati , resine epossidiche e proteine . Per le loro caratteristiche , i nanocluster metallici hanno anche accelerato il processo di stampa . Combinandoli con le proteine , ad esempio , è stato possibile stampare a una velocità di 100 millimetri al secondo , circa 100 volte più velocemente di quanto fosse stato precedentemente ottenuto nella stampa di proteine su scala nanometrica . Il nuovo materiale è stato testato sotto forma di diverse strutture reticolari , puntando sulla capacità di sopportare un carico pesante in alcuni casi e sulla capacità di assorbire un impatto in altri . Con il composito nanocluster-polimero , tutte le strutture hanno mostrato notevoli capacità di assorbimento di energia , resistenza e recuperabilità ( la capacità di schiacciarsi e tornare alla forma precedente ). La ricerca si è ispirata alla natura . Si pensi alle nostre ossa . L ’ osso ottiene la sua resilienza dalla combinazione di un esterno duro , la porosità su scala nanometrica e le piccole quantità di materiale morbido . Questa combinazione in una struttura 3D e con più materiali dedicati consente alle nostre ossa di trasferire energia senza rompersi ( il più delle volte ) e rimanere comunque relativamente leggere . Le strutture protettive stampate in 3D potrebbero anch ’ esse avere più tipi di materiali al loro interno , alcuni più duri e altri più morbidi , per disperdere meglio un impatto e resistere allo schiacciamento . I nanocluster metallici sono in grado di polimerizzare queste diverse classi di sostanze chimiche e potrebbero quindi essere usati per stampare più materiali in un ’ unica struttura . Questo nuovo materiale stampato in 3D potrebbe in futuro essere utilizzato come protezione dal peso ridotto per le componenti fragili di satelliti , droni e dispositivi microelettronici .
46 I GIUGNO 2023 I PLAST4GREEN