Biomimesis y Biomateriales

El área de Biomimesis y Biomateriales se constituye como una disciplina científica de vanguardia que se articula en dos pilares fundamentales e intrínsecamente conectados: la biomimesis, que estudia sistemas biológicos como modelo de inspiración para el diseño de materiales avanzados, y el desarrollo de biomateriales, que utiliza y modifica polímeros naturales para crear dispositivos biocompatibles con aplicaciones específicas. La investigación biomimética se centra en la caracterización óptico-estructural de sistemas biológicos complejos, con un énfasis notable en el estudio de los exoesqueletos de escarabajos del género Chrysina. Estos insectos poseen microestructuras quitinosas organizadas en estratos multidireccionales que funcionan como cristales fotónicos naturales, capaces de reflejar selectivamente luz circularmente polarizada y generar sus vibrantes colores estructurales metálicos.

Paralelamente, y en un fructífero diálogo con los hallazgos biomiméticos, se sintetizan y funcionalizan activamente biomateriales a partir de una amplia gama de biopolímeros como el quitosano (derivado de la quitina de los mismos exoesqueletos estudiados), almidón, carragenina y ácido poliláctico (PLA). El objetivo es fabricar plataformas tecnológicas versátiles, que incluyen andamios tisulares 3D porosos que mimetizan la matriz extracelular para ingeniería de tejidos, sistemas de liberación controlada de fármacos donde un polímero conductor puede actuar como membrana de dosificación electro-activa, y bio-compuestos con propiedades mecánicas y eléctricas sintonizables para su uso en biosensores o aplicaciones ambientales.

La convergencia de estos dos pilares genera un ciclo virtuoso de innovación: la naturaleza proporciona el diseño (como la estructura fotónica del escarabajo), y la ciencia de materiales proporciona las herramientas para emularlo, mejorarlo y aplicarlo utilizando materiales sostenibles. Este enfoque se manifiesta en una gran diversidad de aplicaciones, que van desde el desarrollo de hormigones hidrofóbicos inspirados en fenómenos naturales y la encapsulación de nematodos para control biológico, hasta la exploración de fenómenos físicos como la flexoelectricidad en huesos para futuras aplicaciones en regeneración ósea.