Descrizione del progetto
Sviluppare materiali compositi viventi per strutture ingegnerizzate ad alte prestazioni
I materiali biologici possiedono proprietà uniche che ne rendono appetibile l’utilizzo in ambito ingegneristico, come la capacità di adattarsi in modo continuativo all’ambiente che li circonda, la minore quantità di energia incorporata e le notevoli qualità meccaniche attribuite loro dalle proprie strutture gerarchiche. Ciononostante, i materiali artificiali sono dotati di capacità di adattamento e resistenza sotto carico, nonché di rigenerazione e riparazione in risposta a danni, di entità limitata. Il progetto AM-IMATE, finanziato dall’UE, creerà materiali viventi compositi in grado di colmare il divario tra la biologia e le strutture ingegnerizzate leggere. In generale, si tratta di un’opportunità per riunire il settore della biologia con quello dell’ingegneria, in modo da sviluppare innovativi materiali di nuova concezione che possano soddisfare le richieste della tecnologia moderna. Ciò potrebbe portare a notevoli miglioramenti delle prestazioni offerte da strutture critiche impiegate in campi quali l’aerospaziale o quello dei trasporti.
Obiettivo
I envision a world in which the responsive power of biological systems is harnessed through direct integration in materials and structures. Biological materials constantly adapt to their environment, display lower embodied energy, and possess remarkable mechanical properties granted by their hierarchical structures. Adapting these principles to human-made objects promises to disrupt the way we engineer our high-performance critical structures. However, today’s engineering materials remain lifeless, and show only limited abilities to adapt and reinforce under load, or to heal and repair in response to damage. By addressing the lack of knowledge in (i) organism signalling, (ii) additive fabrication and (iii) responsive bio-inspired composites, I will be amongst the first to create living composites that will bridge the gap between biology and stiff, lightweight engineering structures.
To achieve my vision of living structures, I will cross boundaries between three previously disconnected disciplines. I will (i) exploit the intrinsic electrical activity of fungal mycelium networks to couple electrical and mechanical response in mycelium composite materials, (ii) enable complex shaping using new additive manufacturing technologies to create bio-inspired living objects augmented with sensing and vasculature networks, and (iii) develop topology optimised geometries and large-scale living structures that adapt and remodel during use. The project combines these aspects to exploit organism growth and function in a way never done before to realise stiff, tough, and responsive materials, while paving the way for a future of living material structures.
Campo scientifico
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC - Support for frontier research (ERC)Istituzione ospitante
2628 CN Delft
Paesi Bassi