"Adattare, crescere, guarire" probabilmente suona come un saggio consiglio dei genitori per gli studenti appena partiti per il college. In effetti, è la logica biologica alla base di una recente ricerca presso l'Università del Maine che studia la biomimetica. Una delle domande fondamentali della biomimetica è come si adattano gli organismi, crescere, guarire, e persino sopravvivere.

Nel tentativo di trovare la risposta, la biomimetica utilizza sistemi viventi reali per ispirare la progettazione e la fabbricazione della prossima generazione di materiali in grado di risolvere i problemi come fa la natura, dalla guarigione delle ferite alla prevenzione delle infezioni, a un giorno, forse, razzi e automobili "in crescita".

"Scientificamente, l'aspetto più significativo e interessante di questo lavoro è innanzitutto utilizzare questo approccio per capire come si verificano questi fenomeni guidati dall'interfaccia, e poi lavorare per usare questa comprensione per guidare il sistema biologico a fare ciò che vogliamo che faccia o riprodurlo artificialmente, ", ha affermato il professore di ingegneria biologica dell'Università del Maine, Caitlin Howell.

Il lavoro del team di Howell sarà presentato durante l'AVS 64th International Symposium and Exhibition, 29 ottobre-nov. 3, 2017, a Tampa, Florida.

Howell ha iniziato la sua indagine sui sistemi viventi con i funghi, ricercando come queste più piccole forme di vita abbattono alberi giganti, alcuni dei pochi organismi in grado di farlo. Lei e il suo team ora si concentrano sulla generazione di nuova tecnologia basata su come i sistemi viventi come questi fanno quello che fanno.

Una delle principali aree di potenziale applicazione per il loro lavoro è l'adesione batterica che porta alla formazione di biofilm. I biofilm causano una vasta gamma di problemi nell'industria e nella medicina. Utilizzando un metodo ispirato alla pianta carnivora Nepenthes, che usa un sottile, strato d'acqua immobilizzato per respingere gli insetti, Il gruppo di Howell può creare modelli selettivi di adesione batterica utilizzando comuni materiali di laboratorio e semplici trattamenti superficiali da banco.

"Ispirato ai sistemi vascolari di piante e animali, possiamo quindi fare in modo che queste superfici si autorigenerino continuamente incassando dei canali all'interno del materiale stesso. I canali vengono quindi riempiti con liquido in eccesso, che possono diffondersi in superficie e guarire aree impoverite o danneggiate, "Ha detto Howell.

Il team sta anche lavorando per sviluppare questi materiali su substrati di carta per creare a basso costo, materiali leggeri per la manipolazione di agenti patogeni da utilizzare nella diagnostica o nell'analisi. "Attraverso questo lavoro, miriamo a sviluppare strumenti nuovi e versatili per l'esplorazione e il controllo dei microrganismi, "Ha detto Howell.

A molti, l'idea di progettare sistemi di autoguarigione o coltivare un razzo o un'auto, con funzionalità di superficie che cambiano su richiesta per essere resistenti al calore, repellente alle radiazioni, mimetizzato, morbido o duro, sembra fantascienza. Ma l'immaginazione scientifica è l'essenza stessa dell'innovazione tecnologica; è radicato nell'apparentemente fantastico.

"Un tempo gli aeroplani e le comunicazioni wireless erano fantascienza, pure, " Howell ha detto. "Vedo che il mio lavoro è tra i fondamenti utilizzati per rendere possibili questo tipo di cose".