Materiali Biomimetici: Proprietà Meccaniche ed Applicazioni della Seta di Ragno

Questa tesi esplora il potenziale dei materiali biomimetici, analizzando come l’imitazione dei meccanismi presenti in natura possa guidare l’innovazione nella scienza dei materiali, con applicazioni in ambiti quali l’ingegneria, la biomedicina e la tecnologia sostenibile. Il primo capitolo introduce i fondamenti teorici della biomimesi, illustrando come micro-e nanostrutture ispirate a superfici naturali (come la foglia di loto, le ali di insetti e le zampe di insetti acquatici) possano conferire ai materiali proprietà funzionali avanzate, tra cui superidrofobicità, capacità autopulente, antiappannamento e resistenza alla colonizzazione microbica. Il secondo capitolo approfondisce l’impiego dei materiali biomimetici nel settore biomedico, con particolare attenzione a scaffold, impianti e superfici funzionalizzate. Ispirandosi a strutture naturali come la madreperla, la pelle di squalo e la zampa del geco, sono stati sviluppati materiali bioattivi in grado di favorire rigenerazione tissutale, adesione cellulare e rilascio controllato dei farmaci. Tecniche avanzate come la polimerizzazione su matrice e i materiali a impronta molecolare (MIP) dimostrano il potenziale dei biomateriali nel replicare funzioni biologiche complesse. Infine, il terzo capitolo si concentra sulla seta di ragno, uno dei materiali naturali più performanti in termini di resistenza, elasticità e leggerezza. Vengono analizzate le sue proprietà meccaniche, il ruolo delle nanofasi strutturali e le applicazioni di materiali biomimetici ispirati alla sua architettura molecolare, incluse versioni rinforzate con nanotubi di carbonio e grafene. La biomimesi emerge così come una strategia efficace per lo sviluppo di materiali intelligenti, performanti e sostenibili.