Biomimetica, la nuova frontiera dell’ingegneria

Talvolta basta guardare alla natura per risolvere le nostre problematiche. La natura può essere una grande fonte di ispirazione, perché alcuni meccanismi sono semplici e spontanei ed imitarli può essere la chiave di volta della ricerca scientifica. Non a caso l’approccio biomimetico, che prevede il replicare in modo artificiale alcuni processi naturali, è sempre più in voga, specie nell’ingegneria dei materiali. Un ultimo esperimento arriva da un team di ricercatori dell’Università di Cambridge che hanno sviluppato un materiale molto simile alle ossa umane con cui potrebbero essere realizzati edifici.

Edifici fatti di ossa (sintetiche)

È vero, se ci prefiguriamo città piene di edifici composti di ossa, l’immagine può essere inquietante. Ma l’innovazione è in realtà molto promettente, soprattutto da un punto di vista di riduzione delle emissioni inquinanti.

Materiali come cemento e acciaio sono infatti responsabili di più del 10% delle emissioni di CO2 al mondo ed è importante quindi investire in soluzioni alternative che possano contribuire a diminuire l’impatto ambientale del costruito. La ricerca è perlopiù impegnata in soluzioni che possano migliorare i processi industriali, rendendoli più sostenibili ma non è detto che questa sia l’unica strada percorribile. Ve ne sono altre, che prevedono di partire da un punto di vista differente. È questo l’approccio del team del bioingegnere Michelle Oyen, del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge è convinto che si debba guardare in un’altra direzione.

“Quello che stiamo cercando di fare è di ripensare il modo in cui facciamo le cose ha dichiarato Oyen. Gli ingegneri tendono a buttare energie in nuovi problemi mentre la natura ci dà tutte quelle informazioni che potrebbero risolverli”.

Un mix di proteine e minerali

Gli ingegneri hanno analizzato e osservato la composizione e il comportamento a lungo termine di ossa e gusci d’uovo, che hanno un’elevata robustezza e resistenza alle fratture. In laboratorio hanno ricreato un composto molto simile, fatto di proteine e minerali. Le proteine sono in grado di dare forza e resistenza mentre i minerali offrono rigidità e durezza. Nelle ossa sintetiche il rapporto è circa al 50%, mentre nei gusci la componente minerale è al 95%. In fase di produzione i componenti minerali sono stati poi “modellati” sul collagene, una delle proteine più diffuse nel mondo animale, che viene applicata perpendicolarmente, ottenendo un composto molto simile al lattice e quindi ancora più resistente del materiale originario. Fra le migliorie che i ricercatori stanno testando vi è la possibilità di sostituire il collagene con una proteina o un polimero sintetico e di riuscire a disporla in modo reticolare per aumentare ancora di più la resistenza della struttura.

Serve un cambiamento di mentalità

Affinché si possa passare dalla teoria alla pratica è necessario ad ogni modo un cambiamento di mentalità.

“Il settore delle costruzioni – ha dichiarato Oyen – è molto conservatore. Acciaio e cemento sono alla base degli edifici ma questo non vuol dire che dovrebbero esserlo. Realizzare edifici con nuovi materiali comporta un ripensamento radicale del settore. Ma è questa la direzione da prendere se si vuole attuare un vero cambiamento ai fini di una reale riduzione delle emissioni inquinanti”.

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