Un team di ricercatori della McGill University di Montréal ha sviluppato una tecnica di stampa 3D ad altissima risoluzione utilizzando un ugello tanto insolito quanto efficace: la proboscide delle zanzare femmine. Quella che potrebbe sembrare un'idea bizzarra si sta rivelando una soluzione promettente per superare i limiti degli ugelli tradizionali, aprendo prospettive interessanti per settori come l'aerospaziale, l'odontoiatria e la ricerca biomedica. Il metodo, soprannominato "necrostampa" dai ricercatori stessi, rappresenta un approccio radicalmente diverso rispetto alle tecnologie bio-ispirate convenzionali, utilizzando direttamente componenti biologiche già esistenti invece di imitarne la struttura.
La caratteristica che rende la proboscide della zanzara femmina particolarmente adatta a questo scopo è il suo diametro interno di soli 20 micrometri, circa il 50% più sottile rispetto ai migliori ugelli prodotti con tecnologie tradizionali. Milioni di anni di evoluzione hanno perfezionato questo complesso apparato boccale multistrato, ottimizzandolo per perforare la pelle e aspirare fluidi viscosi, caratteristiche che si traducono in capacità ideali per l'estrusione di bio-inchiostri densi con precisione estrema. La struttura è inoltre notevolmente dritta, stabile e in grado di resistere a pressioni interne fino a 60 kilopascal, parametri che garantiscono un flusso controllato del materiale durante il processo di stampa.
Prima di arrivare alla soluzione definitiva, i ricercatori hanno esaminato diverse alternative biologiche. Pungiglioni di altri insetti, zanne di serpente e vasi xilematici delle piante erano tra i candidati valutati per questa applicazione innovativa. Tuttavia, nessuno di questi presentava la combinazione ottimale di finezza, resistenza e geometria della proboscide della zanzara femmina. La natura biodegradabile di questi ugelli rappresenta inoltre un vantaggio significativo in termini di sostenibilità rispetto ai componenti metallici o polimerici tradizionali.
Nonostante le eccellenti proprietà dimensionali, gli ugelli biologici presentano una limitazione intrinseca legata alla ridotta resistenza meccanica rispetto ai materiali sintetici. Per compensare questa debolezza, il team di McGill ha sviluppato supporti stampati in 3D che forniscono un rinforzo strutturale alla proboscide, garantendo stabilità e durata durante le operazioni di stampa prolungate. Questa soluzione ibrida combina i vantaggi della precisione biologica con il supporto dell'ingegneria additiva convenzionale.
Le applicazioni pratiche della necrostampa si concentrano su ambiti dove la risoluzione estrema e la qualità superficiale sono critiche. Nella ricerca biomedica, la capacità di stampare strutture con dettagli micrometrici potrebbe facilitare la creazione di scaffold cellulari più precisi e dispositivi miniaturizzati per applicazioni diagnostiche. Nel settore dentale, la tecnica potrebbe consentire la produzione di protesi e impianti con finiture superficiali superiori, riducendo la necessità di post-lavorazioni. L'aerospaziale potrebbe beneficiare della possibilità di realizzare componenti complessi con geometrie impossibili da ottenere con metodi tradizionali.
I ricercatori della McGill University hanno già annunciato che continueranno a esplorare altri candidati naturali, sia morti che viventi, per identificare soluzioni ancora più resistenti e fini. L'approccio della necrostampa potrebbe evolversi verso un intero ecosistema di ugelli biologici specializzati, ciascuno ottimizzato per specifiche applicazioni e materiali. Resta da vedere se questa tecnologia riuscirà a superare le sfide di scalabilità e standardizzazione necessarie per un'adozione industriale su larga scala, ma i risultati preliminari suggeriscono che la natura potrebbe ancora una volta fornire soluzioni ingegneristiche superiori a quelle concepite dall'uomo.
