Materiali sostenibili ispirati alla natura: un progetto internazionale coinvolge UniGe
La natura è un modello per progettare i materiali del futuro secondo il progetto di ricerca internazionale "Pioneering new approaches to sustainable materials design" che ha vinto un grant della Royal Society con l’Università di Greenwich.
Il progetto coinvolge Flavia Libonati, docente dell’Università di Genova, nell’ambito di una collaborazione con l’Università di Greenwich e unisce imaging avanzato, scienza dei materiali, intelligenza artificiale, modellazione numerica e sonificazione per sviluppare nuovi approcci alla progettazione di materiali sostenibili e bioispirati.
Il progetto è coordinato da Gianluca Tozzi dell’Università di Greenwich e al centro della ricerca ci sono le strutture biologiche naturali, in particolare il tessuto osseo, scelto come modello per la sua capacità di combinare leggerezza, resistenza e adattabilità.
La ricerca si propone di comprendere come strutture naturali complesse raggiungano simultaneamente resistenza, leggerezza e adattabilità. L'osso rappresenta un modello ideale, poiché si adatta continuamente ai carichi meccanici nel tempo, offrendo spunti preziosi per lo sviluppo di materiali di nuova generazione con applicazioni in medicina, ingegneria e tecnologie sostenibili.
Il progetto inizia con l'acquisizione di immagini 3D estremamente dettagliate di ossa reali e con l'analisi di come la loro struttura interna si modifichi in seguito all'applicazione di forze. Le caratteristiche strutturali e morfologiche vengono poi tradotte in suono attraverso un processo noto come sonificazione. Mappando le caratteristiche fisiche sui cambiamenti di tono, ritmo e timbro, i ricercatori possono "ascoltare" le strutture dei materiali e identificare schemi che potrebbero essere difficili da rilevare visivamente. L'intelligenza artificiale e la modellazione numerica vengono quindi utilizzate per perfezionare e manipolare questi schemi sonori al fine di ottimizzare le prestazioni del materiale, ad esempio migliorandone la resistenza o la resilienza. Questi progetti ottimizzati vengono infine riconvertiti in modelli 3D digitali, pronti per essere utilizzati direttamente nella produzione additiva. Combinando imaging, suono, intelligenza artificiale e tecnologie di produzione, il progetto si propone di esplorare nuovi approcci multisensoriali alla progettazione dei materiali, trasformando le conoscenze derivanti dalla natura in materiali leggeri e sostenibili che possano essere realizzati e impiegati nel mondo reale.
Per Flavia Libonati, il finanziamento rappresenta anche un’importante opportunità di crescita scientifica condivisa: «Questo finanziamento creerà uno scambio di idee tra le ricerche in corso nei nostri laboratori e consoliderà le basi per una collaborazione internazionale a lungo termine nel campo della progettazione dei materiali».
La collaborazione tra Università di Genova e Università di Greenwich rafforza così una rete di ricerca internazionale che integra competenze scientifiche, tecnologiche e creative per affrontare le sfide della sostenibilità e dell’innovazione nei materiali di nuova generazione.
