La bioinspiración se refiere al desarrollo humano de nuevos materiales, dispositivos, estructuras y comportamientos inspirados en soluciones encontradas en organismos biológicos, donde han evolucionado y se han refinado durante millones de años. [1] El objetivo es mejorar el modelado y la simulación del sistema biológico para lograr una mejor comprensión de las características estructurales críticas de la naturaleza, como un ala, para su uso en futuros diseños bioinspirados. [2] La bioinspiración se diferencia de la biomimética en que esta última tiene como objetivo replicar con precisión los diseños de materiales biológicos. La investigación bioinspirada es un regreso a los orígenes clásicos de la ciencia: es un campo basado en la observación de las funciones notables que caracterizan a los organismos vivos y en tratar de abstraer e imitar esas funciones.
Las ideas en ciencia y tecnología a menudo surgen del estudio de la naturaleza. En los siglos XVI y XVII, G. Galileo , J. Kepler e I. Newton estudiaron el movimiento del sol y los planetas y desarrollaron la primera ecuación empírica para describir la gravedad. Unos años más tarde, M. Faraday y J. C. Maxwell derivaron los fundamentos del electromagnetismo al examinar las interacciones entre las corrientes eléctricas y los imanes. Los estudios de la transferencia de calor y el trabajo mecánico conducen a la comprensión de la termodinámica . Sin embargo, la mecánica cuántica se originó a partir del estudio espectroscópico de la luz. Los objetos de atención actuales se han originado en la química, pero los más abundantes de ellos se encuentran en la biología, por ejemplo, el estudio de la genética , las características de las células y el desarrollo de animales superiores y las enfermedades. [3]
La bioinspiración es una estrategia sólidamente establecida en el campo de la química , pero no es un enfoque generalizado. En particular, esta investigación aún está desarrollando sus sistemas científicos y tecnológicos, a nivel académico e industrial. En los últimos años, también se está considerando el desarrollo de compuestos para aplicaciones aeroespaciales y militares. [4]
Este campo se remonta a la década de 1980, pero en la década de 2010, muchos fenómenos naturales no han sido estudiados. [3] [5]
La investigación bioinspirada es una forma de estudio que se inspira en el mundo natural. A diferencia de la investigación química tradicional, no profundiza en los detalles microscópicos de las moléculas, sino que se centra en comprender las funciones y los comportamientos de los organismos vivos. Al observar las soluciones de la naturaleza, los investigadores pueden encontrar ideas innovadoras para la tecnología y la resolución de problemas.
Existen varios tipos de organismos y muchas estrategias diferentes que han demostrado ser exitosas en biología para resolver algún problema funcional. Algunos tipos de funciones biológicas de alto nivel pueden parecer simples, pero están respaldadas por muchas capas de estructuras, procesos y moléculas subyacentes y su interacción elaborada. No hay posibilidad de que se acaben los fenómenos para la investigación inspirada en la biología.
A menudo, la investigación bioinspirada sobre un tema puede ser mucho más sencilla que replicar con precisión la fuente de inspiración. Por ejemplo, los investigadores no tienen que saber cómo vuela un pájaro para construir un avión.
La bioinspiración vuelve a la observación de la naturaleza como fuente de inspiración para la resolución de problemas y la convierte en parte de una gran tradición. La simplicidad de muchas soluciones surge de una estrategia bioinspirada, combinada con el hecho de que las diferentes regiones geográficas y culturales tienen diferentes tipos de contacto con animales, peces, plantas, pájaros e incluso microorganismos. Esto significa que las diferentes regiones tendrán ventajas intrínsecas en áreas en las que su paisaje natural sea rico. Por lo tanto, la investigación bioinspirada es un campo transcultural.
En la actualidad, existen muchas aplicaciones técnicas bioinspiradas. Sin embargo, este término no debe confundirse con la biomimética . Por ejemplo, un avión en general está inspirado en las aves. Las puntas de las alas de un avión son biomiméticas porque su función original de minimizar la turbulencia y, por lo tanto, necesitar menos energía para volar, no se modifica ni mejora en comparación con las originales de la naturaleza. Los métodos de nanoimpresión 3D también son uno de los métodos novedosos de bioinspiración. Las plantas y los animales tienen propiedades particulares que a menudo están relacionadas con su composición de nano y microestructuras superficiales. Por ejemplo, se han realizado investigaciones para imitar la superhidrofobicidad de las hojas de Salvinia molesta , la adhesividad de los dedos de los gecos en superficies resbaladizas y las antenas de las polillas que inspiran nuevos enfoques para detectar fugas de productos químicos, drogas y explosivos. [6]
<https://www.researchgate.net/publication/330246880_Biomimicry_Exploring_Research_Challenges_Gaps_and_Tools_Proceedings_of_ICoRD_2019_Volume_1/>
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