La natura offre un'ampia gamma di materiali con funzioni diverse, rappresentando una preziosa fonte di ispirazione per scienziati dei materiali e ingegneri. I materiali biologici costituiscono la base strutturale di tutti gli organismi viventi, permettendo alle cellule di funzionare, agli occhi di processare la luce, alle piante di rimanere erette e agli animali di muoversi in modo efficiente. Questi materiali naturali hanno ispirato l’uomo nello sviluppo di alternative sintetiche che migliorano la funzionalità quotidiana e il progresso tecnologico.

Dall’architettura all’ingegneria aerospaziale, le strutture bio-ispirate hanno rivoluzionato i processi di progettazione. Gli esempi includono motivi a nido d’ape leggeri ma resistenti, materiali autoriparanti e compositi biodegradabili (Kemp, 2004; Nachtigall, 1998; Jeronimidis & Atkins, 1995). Nonostante siano composti da un insieme limitato di componenti organici, i materiali naturali mostrano proprietà straordinarie come flessibilità, durabilità e adattabilità.

Al contrario, i materiali ingegnerizzati dall’uomo si sono storicamente basati su uno spettro più ampio di elementi chimici, portando allo sviluppo di leghe, polimeri e compositi. Tuttavia, la maggior parte dei materiali industriali richiede processi ad alte temperature, una limitazione assente nei materiali biologici. La natura, invece, costruisce in modo efficiente materiali complessi in condizioni ambientali tramite strutturazione gerarchica e programmazione genetica (Lakes, 1993; Tirrell, 1994; Currey, 2005).

Figura 2: Tecniche di biofabbricazione, fonte: Elkhoury.K &all, 2021