Salute e malattia
La biomimetica, campo emergente che influenza il design dall'architettura all'elettronica e macchinari, prende processi e strutture presenti in natura come punto di partenza per progetti umani. Riconoscendo che i design naturali sono il risultato di miliardi di anni di evoluzione per rendere gli organismi il più compatibili possibile col loro ambiente, la biomimetica mira a imitare e adattare idee naturali ai bisogni umani, spesso con notevoli miglioramenti in efficienza e impatto ambientale molto inferiore rispetto ai design convenzionali.
Riscaldare, raffreddare e illuminare gli edifici moderni richiede enormi quantità di energia: costi elevati e grande impatto ambientale. In natura, numerose specie — sensibili a caldo/freddo e dipendenti dalla luce quanto noi — abitano e costruiscono dimore in climi estremi senza fonti energetiche artificiali. In Zimbabwe, architetti e ingegneri hanno combinato metodi murari tradizionali con un design ispirato ai termitai per costruire un complesso che usa meno del 10% dell'energia di edifici comparabili. Senza impianto di raffreddamento centrale, l'edificio aspira aria e brezze dalla base e le ventila attraverso l'edificio finché l'aria non diventa troppo calda ed esce attraverso camini nel tetto, meccanismo usato nei termitai per regolare la temperatura.
Produzione, uso e smaltimento dei materiali hanno conseguenze ambientali rilevanti: emissioni gas serra, discariche sovraccariche. Gli organismi biologici hanno meccanismi di autoguarigione che riducono l'energia necessaria per riparare una parte del corpo. Ispirati alla guarigione della pelle dei mammiferi, ingegneri aerospaziali hanno sviluppato fogli di plastica con depositi interni di resina che fuoriescono in superficie ogni volta che la plastica è graffiata o forata. Mentre la resina asciuga, crea una toppa simile a una crosta su una ferita, ripristinando una superficie forte quanto l'originale. Se usata in tecnologie aerospaziali, potrebbe rendere i viaggi aerei più sicuri e ridurre peso e consumi degli aerei.
Ancora in fase iniziale di ricerca, la "fotosintesi artificiale" si basa sul processo attraverso cui le piante usano la luce solare per creare e immagazzinare energia. Proprio come le piante scindono le molecole d'acqua per generare carboidrati semplici e ossigeno, gli scienziati sperano di replicare il processo per isolare l'idrogeno gassoso, combustibile altamente infiammabile. Se il processo richiedesse meno energia di quella che produce (come nelle piante), la fotosintesi artificiale potrebbe sostituire fonti inquinanti come i combustibili fossili.
La vita sulla Terra ha evoluto per massimizzare l'uso delle risorse energetiche disponibili, con processi biologici (digestione, movimento) che superano l'efficienza delle nostre macchine più sofisticate. Scienziati e designer si rivolgono sempre più a strutture e processi naturali per design più efficienti. I progettisti di turbine eoliche, ad esempio, hanno guardato alle protuberanze sul bordo d'attacco della pinna della megattera per ridisegnare le pale con meno resistenza e più portanza. Risultato: turbine più efficaci ed efficienti, veloci come una megattera che scatta sott'acqua.
Salute ambientale