Biomimetica, materiali biologici e materiali intelligenti (smart materials) : strumenti per una nuova cultura architettonica

INTRODUZIONE Lo scopo del progetto biomimetico in architettura e raggiungere l'innovazione nel campo dell'architettura stessa. In particolare, l'intento di indagare le parti comuni dell'architettura e della biologia non e quello di definire dei limiti o di fare ulteriori distinzioni, od anche di identificare un'architettura come un organismo vivente, ma di chiarire quello che accade riguardo alla sovrapposizione delle due discipline. La metodologia di decifrare le conoscenze acquisite dalla natura in soluzioni tecniche comprende l'obiettivo di impiegare la biomimetica come strumento di progettazione nell'ambito dell'architettura mentre l'innovazione contribuisce a risolvere i problemi legati al campo dell'architettura e dell'ambiente cosi come il confronto strategico con paradigmi biologici contribuisce ad identificare le aree di innovazione. Il suddetto confronto strategico puo essere effettuato facendo ricorso al caratteristico approccio alla disciplina della biologia fondato sullo studio dei sistemi della natura secondo una prospettiva attinente alla scienza e tecnologia dei materiali con la conseguente possibilita di ottenere peculiari innovazioni ingegneristiche nell'ambito appunto della scienza e tecnologia dei materiali che possono trovare quindi applicazione nel campo dell'architettura. Questi ultimi due ambiti richiedono spesso nell'ottica di vari contesti applicativi la risposta da parte dei materiali ad esigenze specifiche ed e per questo motivo che negli ultimi decenni la scienza e tecnologia dei materiali costituisce un settore in rapida evoluzione nel sistema culturale ed economico mondiale con lo scopo di produrre materiali innovativi capaci di superare i limiti che potrebbero essere riscontrati con l'utilizzo di materiali sintetici. I materiali innovativi, grazie alle moderne competenze in campo scientifico ed al perfezionarsi della tecnologia, vengono quindi funzionalizzati attraverso modifiche chimico-fisiche e resi idonei ad adempire la loro funzione in modo appunto innovativo sulla base di specifici requisiti richiesti da particolari applicazioni. La possibilita di funzionalizzazione dei materiali innovativi ha di fatto rivoluzionato la filosofia e gli obiettivi di progettazione dei materiali e cosi in questo modo la comunita scientifica si rivolge al mondo della natura per scoprire nuovi concetti e principi che siano in grado di consentire lo sviluppo di materiali sempre piu avanzati rendendo di conseguenza indispensabile l'interazione tra saperi e conoscenze oltre che la cooperazione tra le varie figure professionali operanti in campo scientifico. Nell'ambito dei materiali innovativi questa monografia analizza in particolare i materiali biologici, ossia quei materiali che si interfacciano bene con i sistemi biologici siano essi tessuti viventi piuttosto che microrganismi od organismi, attraverso la descrizione delle proprie caratteristiche e la classificazione dei materiali stessi sulla base della loro natura biologica. Allo stesso tempo nel campo dei materiali innovativi viene anche esaminata una particolare categoria di materiali conosciuti come materiali intelligenti o smart materials tramite la spiegazione del relativo processo progettuale e delle caratteristiche proprie descritte secondo una classificazione impostata sulla base delle tipologie funzionali direttamente connesse con le proprieta mutevoli che contraddistinguono i materiali intelligenti stessi nell'ambito appunto dell'architettura. I materiali intelligenti vengono cosi definiti per la loro capacita di sentire e reagire agli stimoli provenienti dall'ambiente esterno modificando appunto le relative proprieta attraverso l'elaborazione di veri e propri comportamenti fisici che portano a presentare delle analogie con i sistemi biologici e gli organismi naturali. Essi sono quindi in grado di modificare la loro struttura, forma, colore o temperatura per mezzo di un impulso esterno che puo essere di natura elettrica, luminosa, termica, meccanica o chimica e trovano per questo origine nell'approccio biomimetico. Per questo motivo all'interno del primo capitolo di questa monografia viene introdotto il concetto di biomimetica per fissarne il significato ed inquadrarne la visione storica e contemporanea rispetto al mondo naturale ed artificiale. L'ultimo capitolo descrive invece i concetti a cui si fa appunto riferimento per la progettazione dei materiali intelligenti oltre che di quei materiali che si ispirano appunto ai sistemi biologici e che prendono il nome di materiali bioispirati ma fornisce anche una panoramica sulle tendenze e sugli sviluppi connessi al mondo dell'architettura che trovano infatti riscontro nell'applicazione di materiali intelligenti e bioispirati.