Le Tecnologie Bioispirate (TBI) o Biomimetica   ( Biomimicry in inglese) sono lo studio consapevole dei processi biologici e biomeccanici della natura, vista come fonte di ispirazione per il miglioramento 

delle attività e delle tecnologie umane. 

Le Le Tecnologie Bioispirate Tecnologie Bioispirate ((TBITBI) ) o o BiomimeticaBiomimetica     ( ( BiomimicryBiomimicry  in inglesein inglese) ) sono lo studio consapevole dei sono lo studio consapevole dei processi biologici e biomeccanici della naturaprocessi biologici e biomeccanici della natura, , vista vista come fonte di ispirazione per il miglioramento come fonte di ispirazione per il miglioramento 

delle attivitdelle attivitàà  e delle tecnologie umanee delle tecnologie umane. . 

RINASCIMENTO E RIVOLUZIONE SCIENTIFICA

(Clicca sui periodi storici per visualizzarli)

Fin dall’antichità l’uomo ha sempre considerato la natura una fonte di ispirazione e imitazione. Fin dall’antichità l’uomo ha sempre considerato la natura una fonte di ispirazione e imitazione.

Ne è un esempio la tattica di cattura dei pesci attraverso una lancia appuntita, molto simile alla tecnica utilizzata dell’airone per procacciarsi il cibo.

Ne è un esempio la tattica di cattura dei pesci attraverso una lancia appuntita, molto simile alla tecnica utilizzata dell’airone per procacciarsi il cibo.

La tecnica di pavimentazione Romana  chiamata Opus Spicatum era ispirata alla disposizione delle lische dei pesci e  tutt’ora  si  può  osservare  nei  parquet delle moderne abitazioni.

La tecnica di pavimentazione Romana  chiamata Opus Spicatum era ispirata alla disposizione delle lische dei pesci e  tutt’ora  si  può  osservare  nei  parquet delle moderne abitazioni.

La  più  celebre  formazione  militare  Romana era  ispirata  al  carapace  della  testuggine (testudo), da cui trae il nome.

La  più  celebre  formazione  militare  Romana era  ispirata  al  carapace  della  testuggine (testudo), da cui trae il nome.

Seppure come racconto mitologico, l’eroe greco Icaro ispirandosi agli uccelli avrebbe costruito un paio di ali di cera per fuggire dal labirinto ove era stato rinchiuso.

Seppure come racconto mitologico, l’eroe greco Icaro ispirandosi agli uccelli avrebbe costruito un paio di ali di cera per fuggire dal labirinto ove era stato rinchiuso.

…il deltaplano (aeromobile a superficie alare fissa)…

…il deltaplano (aeromobile a superficie alare fissa)…

…la vite volante (idea del futuro elicottero)

…la vite volante (idea del futuro elicottero)

…l’ornitottero  (aeromobile a superficie alare battente)…

…l’ornitottero  (aeromobile a superficie alare battente)… Leonardo da Vinci osservò e studiò la natura e i suoi fenomeni, in specie per progettare macchine volanti quali…

Leonardo da Vinci osservò e studiò la Leonardo da Vinci osservò e studiò la natura e i suoi fenomeninatura e i suoi fenomeni, , in specie in specie per progettare macchine volanti per progettare macchine volanti qualiquali……

Tilia Tomentosa

www.leonardo3.net/leonardo/machines.php

La prima vera e propria "camera oscura“, che sta alla base della fotografia, fu realizzata per la prima volta nel 1685, dal tedesco Johann Zahn.

La prima vera e propria "camera oscura“, che sta alla base della fotografia, fu realizzata per la prima volta nel 1685, dal tedesco Johann Zahn.

Durante il XVIII e XIX secolo, l’uomo non cessò  di rincorrere e imitare la natura…

Durante il XVIII e XIX secoloDurante il XVIII e XIX secolo, , ll’’uomo uomo non cessò  di rincorrere e imitare la non cessò  di rincorrere e imitare la naturanatura……

Infatti la lente dell'obbiettivo corrisponde al cristallino e il foro di entrata della luce alla pupilla, al di là della quale si trova la camera oscura dell'occhio, sul cui fondo vi è la rètina, dove si proiettano, rovesciate, le immagini del mondo esterno.

Infatti la lente dell'obbiettivo corrisponde al cristallino e il foro di entrata della luce alla pupilla, al di là della quale si trova la camera oscura dell'occhio, sul cui fondo vi è la rètina, dove si proiettano, rovesciate, le immagini del mondo esterno.

http://www.fotochepassione.com/Storia/meravigliosa‐storia1.htm

Anch’essa però traeva spunto dalla natura, in questo caso dall’occhio umano…

Anch’essa però traeva spunto dalla natura, in questo caso dall’occhio umano…

(Clicca sui campi d’azione per visualizzarli)

Enterocin: la scoperta  dello Scripps  Institution

Enterocin: la scoperta  dello Scripps  Institution

Alcuni batteri liberano  nell’ambiente enzimi  i quali producono 

autonomamente antibiotici.

Alcuni batteri liberano  nell’ambiente enzimi  i quali producono 

autonomamente antibiotici.

 Ispirazione: i batteri

 Ispirazione: i batteri

http://scrippsnews.ucsd.edu/Releases/?releaseID=837

Antibiotico sintetizzato in appena 2 ore tramite enzimi estratti dai sedimenti del fondale marino Hawaiano.

Antibiotico sintetizzato in appena 2 ore tramite enzimi estratti dai sedimenti del fondale marino Hawaiano.

(Clicca sul megafono per l’audio)

I denti del pipistrello vampiro tagliano la carne 

in modo pressoché indolore, poiché sono affilati come rasoi.

I denti del pipistrello vampiro tagliano la carne 

in modo pressoché indolore, poiché sono affilati come rasoi.

 Ispirazione: i  Denti del  pipistrello vampiro

 Ispirazione: i  Denti del  pipistrello vampiro

http://www.asknature.org/strategy/560e0b6c44bdef67d27d50304edce27b

Bisturi e strumenti chirurgici più affilati e precisi.

Bisturi e strumenti chirurgici più affilati e precisi. (Clicca sul megafono per l’audio)

    La pelle degli squali impedisce la  proliferazione di microrganismi 

grazie alla sua superficie   microtopografica.

    La pelle degli squali impedisce la  proliferazione di microrganismi 

grazie alla sua superficie   microtopografica.

L’innovazione di  Sharklet: una 

superficie ‘rugosa’ che impedisce ai

batteri di attaccarsi.

http://www.sharklet.com/ .. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20408641 

(Clicca sul megafono per l’audio)

Ottimizzano la fotosintesi utilizzando le cellule dell’epidermide superiore delle foglie, che agiscono da minuscole lenti, raccogliendo e concentrando la luce debole sui foto‐sistemi all'interno.

Ottimizzano la fotosintesi utilizzando le cellule dell’epidermide superiore delle foglie, che agiscono da minuscole lenti, raccogliendo e concentrando la luce debole sui foto‐sistemi all'interno.

Ispirazione: LE FOGLIE DI BEGONIA Ispirazione: LE FOGLIE DI BEGONIA

• Valorizzazione delle celle solari; • Progettazione di lenti speciali per  l’illuminazione interna di grandi edifici.

• Valorizzazione delle celle solari; • Progettazione di lenti speciali per  l’illuminazione interna di grandi edifici.

http://www.amjbot.org/cgi/content/full/94/7/1061 (Clicca sul megafono per l’audio)

Ispirazione: 

pianta Cooke’s koki’o 

Ispirazione: 

pianta Cooke’s koki’o I pannelli fotovoltaici Dyesol sono formati da uno strato di biossido di titanio e colorante rosso di rutenio.

I pannelli fotovoltaici Dyesol sono formati da uno strato di biossido di titanio e colorante rosso di rutenio.

La luce eccita gli elettroni assorbiti dal biossido di titanio generando una corrente elettrica più intensa di quella che si produce nella fotosintesi delle piante.

La luce eccita gli elettroni assorbiti dal biossido di titanio generando una corrente elettrica più intensa di quella che si produce nella fotosintesi delle piante.

• Costo inferiore;  • Produzione elettrica più           efficiente .

• Costo inferiore;  • Produzione elettrica più           efficiente .

http://www.asknature.org/strategy/ee4e268a5a0fe3861f6d1f5ae21ea608 www.dyesol.com

(Clicca sul megafono per l’audio)

Ispirazione:  fungo Cladosporium sphaerospermum 

•Radio‐tropismo: capacità della melanina di catturare radiazioni elettromagnetiche; •notevoli proprietà di ossido‐riduzione.

Sfruttare l’energia ricavata dai fotoni    e  dagli  elettroni  delle radiazioni    per  il  proprio metabolismo.

•Protezione dalle radiazioni; • Nuovi tipi di produzione energetica;  • Possibilità di sfruttare i rifiuti radioattivi  per produrre altra energia.

http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0000457 

(Clicca sul megafono per l’audio)

Ispirazione:  il filodendro

Metabolizza i lipidi immagazzinati per produrre calore che attrae gli scarabei .

Metabolizza i lipidi immagazzinati per produrre calore che attrae gli scarabei .

http://www.asknature.org/strategy/f901c776c8df9a7fd076f96febdf6eba

http://www.virtualherbarium.org/GardenViews/NightMoves.html

• Riscaldamento senza  combustibili fossili

• Riscaldamento senza  combustibili fossili

(Clicca sul megafono per l’audio)

Ispirazione: i banchi di pesci

Ispirazione: i banchi di pesci

Essi riescono a cambiare direzione e a viaggiare fianco a fianco con gli altri, mantenendo una certa distanza e una velocità sufficiente senza scontrarsi.

Essi riescono a cambiare direzione e a viaggiare fianco a fianco con gli altri, mantenendo una certa distanza e una velocità sufficiente senza scontrarsi.

Condividendo le informazioni ricevute all'interno del gruppo, il gruppo di EPORO può viaggiare in modo sicuro, cambiando la sua formazione, se necessario.

Condividendo le informazioni ricevute all'interno del gruppo, il gruppo di EPORO può viaggiare in modo sicuro, cambiando la sua formazione, se necessario.

Nissan ha progettato un piccolo robot, chiamato EPORO, in grado di muoversi autonomamente.

Nissan ha progettato un piccolo robot, chiamato EPORO, in grado di muoversi autonomamente.

http://www.nissan‐global.com/EN/NEWS/2009/_STORY/091001‐01‐e.html

Ispirazione: IL MARTIN  PESCATORE

Ispirazione: IL MARTIN  PESCATORE

E’ capace di penetrare in acqua ad alte velocità senza alzare neanche uno schizzo.

E’ capace di penetrare in acqua ad alte velocità senza alzare neanche uno schizzo.

I treni ad alta velocità giapponesi (Shinkansen) si riconoscono per il loro peculiare “becco”.

I treni ad alta velocità giapponesi (Shinkansen) si riconoscono per il loro peculiare “becco”.

Sono più veloci del 10% e hanno un consumo minore del 15% 

Sono più veloci del 10% e hanno un consumo minore del 15% 

http://www.japanfs.org/en_/newsletter/200503‐2.html (Clicca sul megafono per l’audio)

Ispirazione:  LE OSSA

Eliminano materiale dove non è necessario, 

alleggerendo la loro struttura

Ispirazione:  ALBERI

•Autovetture sicure come le   automobili convenzionali,

• 30% più leggere.

 Distribuiscono 

uniformemente  il carico,  aggiungendo legno nei punti 

di maggior peso

http://www.automobile.com/2005‐mercedes‐benz‐bionic‐car‐concept.html

(Clicca sul megafono per l’audio)

Prototipo Mercedes 2005

                     

http://www.inhabitat.com/2007/12/10/building‐modelled‐on‐termites‐eastgate‐centre‐in‐zimbabwe/

(Clicca sul megafono per l’audio)

Le foglie del Loto (Nelumbo nucifera) offrono una ridotta superficie di contatto all’acqua che, rotolando sulla foglia,trascina con sé lo sporco, lasciandola asciutta e pulita.

Le foglie del Loto (Nelumbo nucifera) offrono una ridotta superficie di contatto all’acqua che, rotolando sulla foglia,trascina con sé lo sporco, lasciandola asciutta e pulita.

 Esse possiedono  un rivestimento, formato da cristalli di cera.   Esse possiedono  un rivestimento, formato da cristalli di cera. 

 Sulla base di questo principio sono ispirati molti materiali: 

vernici, tessuti e vetri. 

 Sulla base di questo principio sono ispirati molti materiali: 

vernici, tessuti e vetri. 

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091022101659.htm

(Clicca sul megafon per l’audio)

I costi delle TBI impediscono spesso la loro realizzazione… I costi delle TBI impediscono spesso la loro realizzazione…

…Inoltre la tecnologia umana  non sempre riesce ad essere   al passo con la natura.

…Inoltre la tecnologia umana  non sempre riesce ad essere   al passo con la natura.

(Clicca sulle bandierine per visualizzare i centri)

(Clicca sulle bandierine per visualizzare i centri)

Tempe AZ, USA http://www.asu.edu/

Tempe AZ, USA http://www.asu.edu/

San Francisco CA, USA http://www.parc.com/ San Francisco CA, USA http://www.parc.com/

Missoula MT, USA http://www.biomimicryinstitute.org

Missoula MT, USA http://www.biomimicryinstitute.org

Palo Alto CA, USA http://www.stanford.edu Palo Alto CA, USA http://www.stanford.edu

Bath UK http://www.bath.ac.uk/ Bath UK http://www.bath.ac.uk/

Losanna, Svizzera http://www.unil.ch/index.html Losanna, Svizzera http://www.unil.ch/index.html

Niskayuna NY, USA http://ge.geglobalresearch.com/ Niskayuna NY, USA http://ge.geglobalresearch.com/

Atlanta GA, USA http://www.gatech.edu/ Atlanta GA, USA http://www.gatech.edu/

Valdera PI, Italia http://www.sssup.it/ Valdera PI, Italia http://www.sssup.it/

Trieste, Italia http://www.elettra.trieste.it/ Trieste, Italia http://www.elettra.trieste.it/ 

Bologna, Italia www.aster.it Bologna, Italia www.aster.it

Università Campus Bio‐medico Roma, Italia http://www.unicampus.it/homepage Università Campus Bio‐medico Roma, Italia http://www.unicampus.it/homepage 

Yokohama, JP http://www.nissan‐global.com/EN/TECHNOLOGY/ Yokohama, JP http://www.nissan‐global.com/EN/TECHNOLOGY/ 

Stoccarda, Germania http://www.mbrdna.com/ Stoccarda, Germania http://www.mbrdna.com/ 

Singapore, Indonesia http://www.nus.edu.sg/ Singapore, Indonesia http://www.nus.edu.sg/

Toronto,Canada http://www.ocad.ca/ Toronto,Canada http://www.ocad.ca/

Shandong, Cina http://www.sdu.edu.cn/english/ Shandong, Cina http://www.sdu.edu.cn/english/ 

Calgary, Canada http://www.ucalgary.ca/ Calgary, Canada http://www.ucalgary.ca/ 

Iasi, Romania http://www.medstudentadvisors.com/

university‐of‐medicine‐and‐pharmacy‐gt‐popa‐of‐iasi.htm 

Iasi, Romania http://www.medstudentadvisors.com/

university‐of‐medicine‐and‐pharmacy‐gt‐popa‐of‐iasi.htm 

• Campbell, Neil A.; Reece, Jane B. 2004.. Benjamin Cummings, Immagini della biologia. Ed. Zanichelli  

  Libro di testo scolastico in cui si affronta il processo della fotosintesi, fornisce una adeguata trattazione dell'argomento del metabolismo utile per poi approfondire i nuovi campi di sviluppo energetico ispirati alla pianta Cooke’s koki’o. 

  

• Brodersen, CR; Vogelmann, TC. 2007. “Do epidermal lens cells facilitate the absorptance of diffuse light?” American Journal of Botany. 94: 1061‐1066. http://www.amjbot.org/cgi/content/full/94/7/1061  

  Interessante articolo provvisto di dati e immagini al microscopio ottico sulla capacità di alcune piante, ad esempio la begonia erythophylla, di ottimizzare la fotosintesi in situazione di scarsa illuminazione.  

  • Attenborough, D. 1995. The Private Life of Plants: A Natural History of Plant Behavior. London: BBC Books. 320 p. 

Testo divulgativo, che ha saputo interessare anche un pubblico non specializzato,  per lo studio di alcuni “straordinari” comportamenti biologici delle piante.  

  

• Dadachova, E.; Bryan, R.A.; Huang, X.; Moadel, T.; Schweitzer, A.D.; Aisen, P.; Nosanchuk, J.D.; Casadevall, A. Ionizing radiation changes the electronic properties of melanin and enhances the growth of melanized fungi.  2007.. PLoS ONE. 2007(5): e457. http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0000457 .  

  Articolo scientifico di approfondimento sullo studio del radio‐tropismo della melanina nel fungo  Cladosporium sphaerospermum. 

 

 

• Campbell, Neil A.; Reece, Jane B. 2004.. Benjamin Cummings, Immagini della biologia. Ed. Zanichelli  

  Libro di testo scolastico in cui si affronta il processo della fotosintesi, fornisce una adeguata trattazione dell'argomento del metabolismo utile per poi approfondire i nuovi campi di sviluppo energetico ispirati alla pianta Cooke’s koki’o. 

  

• Brodersen, CR; Vogelmann, TC. 2007. “Do epidermal lens cells facilitate the absorptance of diffuse light?” American Journal of Botany. 94: 1061‐1066. http://www.amjbot.org/cgi/content/full/94/7/1061  

  Interessante articolo provvisto di dati e immagini al microscopio ottico sulla capacità di alcune piante, ad esempio la begonia erythophylla, di ottimizzare la fotosintesi in situazione di scarsa illuminazione.  

  • Attenborough, D. 1995. The Private Life of Plants: A Natural History of Plant Behavior. London: BBC Books. 320 p. 

Testo divulgativo, che ha saputo interessare anche un pubblico non specializzato,  per lo studio di alcuni “straordinari” comportamenti biologici delle piante.  

  

• Dadachova, E.; Bryan, R.A.; Huang, X.; Moadel, T.; Schweitzer, A.D.; Aisen, P.; Nosanchuk, J.D.; Casadevall, A. Ionizing radiation changes the electronic properties of melanin and enhances the growth of melanized fungi.  2007.. PLoS ONE. 2007(5): e457. http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0000457 .  

  Articolo scientifico di approfondimento sullo studio del radio‐tropismo della melanina nel fungo  Cladosporium sphaerospermum. 

 

 

  • Forsyth, A. 1992. Exploring the World of Insects: The Equinox Guide to Insect Behaviour. Camden House.    

  Testo che descrive i comportamenti degli insetti, citato in particolare per gli scarabei, attratti dal processo di surriscaldamento della pianta del filodendro.  http://www.virtualherbarium.org/GardenViews/NightMoves.html  articolo di approfondimento sul processo sopracitato. 

  

• Scripps Institution of Oceanography of San Diego: http://scrippsnews.ucsd.edu/Releases/?releaseID=837. Articolo pubblicato nel sito web dello Scripps Institution of Oceanography di San Diego (U.S.A.) che espone l’esperimento di produzione di antibiotici mediante gli enzimi sintetizzati dai batteri del fondale marino Hawaiano. 

  

• Crump, M. Headless Males Make Great Lovers & Other Unusual Natural Histories 2005. Chicago,  IL: University of Chicago Press. 199 p.  Testo che espone saggi su alcuni particolari animali e sui loro sorprendenti comportamenti. Citato in particolare per il pipistrello vampiro e l’ispirazione per nuovi strumenti chirurgici. 

  

• Chung, KK; Schumacher, JF; Sampson, EM; Burne, RA; Antonelli, PJ; Brennan, AB. Impact of engineered surface microtopography on biofilm formation of Staphylococcus aureus. 2007. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20408641.  

  Articolo che espone il funzionamento della tecnologia Sharklet bioispirata alla pelle degli squali.  

  • Forsyth, A. 1992. Exploring the World of Insects: The Equinox Guide to Insect Behaviour. Camden House.    

  Testo che descrive i comportamenti degli insetti, citato in particolare per gli scarabei, attratti dal processo di surriscaldamento della pianta del filodendro.  http://www.virtualherbarium.org/GardenViews/NightMoves.html  articolo di approfondimento sul processo sopracitato. 

  

• Scripps Institution of Oceanography of San Diego: http://scrippsnews.ucsd.edu/Releases/?releaseID=837. Articolo pubblicato nel sito web dello Scripps Institution of Oceanography di San Diego (U.S.A.) che espone l’esperimento di produzione di antibiotici mediante gli enzimi sintetizzati dai batteri del fondale marino Hawaiano. 

  

• Crump, M. Headless Males Make Great Lovers & Other Unusual Natural Histories 2005. Chicago,  IL: University of Chicago Press. 199 p.  Testo che espone saggi su alcuni particolari animali e sui loro sorprendenti comportamenti. Citato in particolare per il pipistrello vampiro e l’ispirazione per nuovi strumenti chirurgici. 

  

• Chung, KK; Schumacher, JF; Sampson, EM; Burne, RA; Antonelli, PJ; Brennan, AB. Impact of engineered surface microtopography on biofilm formation of Staphylococcus aureus. 2007. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20408641.  

  Articolo che espone il funzionamento della tecnologia Sharklet bioispirata alla pelle degli squali.  

• www.asknature.org 

• www.ted.com/talks/robert_full_on_engineering_and_evolution.html 

• www.ted.com/talks/janine_benyus_shares_nature_s_designs.html 

• www.sciencedaily.com/search/?type=news&keyword=bio+inspired+ inventions&section=all&filename=&period=all&sort=relevance 

• www.biomimicryguild.com/  

• www.biomimicryguild.com/janineinterview.html 

• www.biomimicryinstitute.org/ 

• www.asknature.org/aof/browse# 

• www.bbc.co.uk/worldservice/science/2009/08/090813_oneplanet nature_audio.shtml 

• www.leonardo3.net/leonardo/machines.php 

• www.rinnovabili.it/biomimesi‐madre‐natura‐sale‐in‐cattedra‐402372 

• www.youtube.com 

• www.pdfqueen.com 

• www.einstein.yu.edu/dadachovalab/research.html 

• moorelab.ucsd.edu/research.html  

• www.sharklet.com/ 

 

 

• www.asknature.org 

• www.ted.com/talks/robert_full_on_engineering_and_evolution.html 

• www.ted.com/talks/janine_benyus_shares_nature_s_designs.html 

• www.sciencedaily.com/search/?type=news&keyword=bio+inspired+ inventions&section=all&filename=&period=all&sort=relevance 

• www.biomimicryguild.com/  

• www.biomimicryguild.com/janineinterview.html 

• www.biomimicryinstitute.org/ 

• www.asknature.org/aof/browse# 

• www.bbc.co.uk/worldservice/science/2009/08/090813_oneplanet nature_audio.shtml 

• www.leonardo3.net/leonardo/machines.php 

• www.rinnovabili.it/biomimesi‐madre‐natura‐sale‐in‐cattedra‐402372 

• www.youtube.com 

• www.pdfqueen.com 

• www.einstein.yu.edu/dadachovalab/research.html 

• moorelab.ucsd.edu/research.html  

• www.sharklet.com/ 

 

 

Alla Dirigente dott.ssa Branzanti, per l’utilizzo delle aule multimediali… Alla Dirigente dott.ssa Branzanti, per l’utilizzo delle aule multimediali…

Al tutor, prof.ssa Marina Pascucci, per l’aiuto e i consigli sulla realizzazione del progetto…

Al tutor, prof.ssa Marina Pascucci, per l’aiuto e i consigli sulla realizzazione del progetto…