La natura è piena di cose meravigliose, soluzioni collaudate a diverse sfide. La scienza ha rivolto la sua attenzione alla riproduzione e alla riproposizione di questi fenomeni per creare risposte più sostenibili alle sfide umane. Questo campo relativamente nuovo, noto come biomimetica, è cresciuto esponenzialmente negli ultimi dieci anni per creare un'intera comunità scientifica ispirata al mondo naturale. Questa settimana, una parte consistente di questa comunità ha partecipato a un workshop internazionale di due giorni organizzato qui all'ICN2.

I gechi possono camminare sui muri. Ninfee autopulenti. La natura è piena di cose meravigliose, soluzioni collaudate a diverse sfide. La scienza ha rivolto la sua attenzione alla riproduzione e alla riproposizione di questi fenomeni per creare risposte più sostenibili alle sfide umane. Conosciuto come biomimetica, questo campo relativamente nuovo è emerso per la prima volta circa 10-12 anni fa ed è cresciuto in modo esponenziale per creare un'intera comunità scientifica ispirata al mondo naturale. E questa settimana, una parte considerevole di questa comunità ha partecipato a un seminario di due giorni qui all'ICN2.

Le cozze sono un'altra creatura che ha un'abilità interessante:la capacità di attaccarsi alle superfici sott'acqua. Usano secrezioni simili a colla per attaccarsi liberamente tramite fibre simili alla seta alle rocce lavate dalle onde e l'un l'altro, permettendo loro di andare alla deriva e assorbire i nutrienti dall'acqua, pur rimanendo ancorati e "al sicuro nei numeri". Gli scienziati hanno studiato queste secrezioni e riprodotto la loro struttura molecolare per sviluppare i primi adesivi e rivestimenti sintetici umidi.

Queste sostanze bio-ispirate possono trovare vari usi nel trasporto marittimo, filtrazione e medicina, sia come adesivi che come antiadesivi. Ad esempio, nel trasporto a lungo raggio la parte inferiore delle navi può diventare così coperta di cirripedi, cozze e alghe da aumentare notevolmente il consumo di carburante. Esistono già rivestimenti antivegetativi per prevenire ciò e funzionano molto bene, ma possono avere effetti dannosi sugli ecosistemi acquatici. Le alternative biomimetiche potrebbero fornire una soluzione.

Nel frattempo in medicina, colle sintetiche forti ma non tossiche a base di proteine ​​del piede di cozza potrebbero essere utilizzate come adesivi nella chirurgia senza cuciture e in altre riparazioni di ferite. Il composto organico responsabile, catecolo, può essere utilizzato anche nella preparazione di nanoparticelle da utilizzare in sistemi di somministrazione di farmaci più efficaci. Infatti, il gruppo ICN2 Nanostructured Functional Materials o "NanosFun" sta attualmente lavorando su rivestimenti ispirati ai mitili per nanoparticelle per migliorare il trasporto di farmaci attraverso la barriera ematoencefalica e stabilire nuovi approcci terapeutici alle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer.

Guidati dal dottor Daniel Ruiz-Molina, il gruppo è dedicato all'esplorazione di percorsi chimici per nuove nanostrutture molecolari con proprietà ispirate alla natura e risposte intelligenti a stimoli esterni, con il Dr. Josep Sedó Vegara a capo del lavoro su adesivi e rivestimenti umidi. Oltre alle nanoparticelle in grado di attraversare il cervello ematologico e altre barriere fisiologiche, il gruppo studia anche la mucoadesione, come il meccanismo attraverso il quale il muco, trovato in tutto il corpo umano che riveste gli organi interni e le aperture come gli occhi e la bocca, aderisce a materiale biologico come pelle o muscoli. Questo potere di adesione può essere sfruttato per migliorare la somministrazione del farmaco aumentando i tempi di contatto e consentendo un maggiore controllo sui tassi di rilascio. Il portafoglio di ricerca del gruppo comprende anche lavori sui bioadesivi per l'uso in odontoiatria, riparazione delle ferite e chirurgia.

NanosFun lavora in questo campo quasi da quando esiste, ei suoi risultati aiutano a stabilire il ritmo della ricerca europea e internazionale. Testimonianza di ciò è il workshop di questo mese sugli adesivi di ispirazione biologica e sui rivestimenti funzionali a base di catecoli, organizzato dall'ICN2 nell'ambito della sua partecipazione alla Rete europea di bioadesivi (ENBA). L'evento di due giorni ha riunito rappresentanti chiave della comunità internazionale della biomimetica per discutere lo stato dell'arte e le direzioni future in questo vivace campo.