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title: "CityUHK sviluppa materiali intelligenti stampati in 3D ispirati alla struttura delle spine dei ricci di mare"
url: https://www.voxelmatters.com/it/cityuhk-sviluppa-materiali-intelligenti-stampati-in-3d-ispirati-alla-struttura-delle-spine-dei-ricci-di-mare/
date: 2026-03-08
modified: 2026-03-07
lang: it
author: "Joseph Caron-Dawe"
description: "Un team di ricerca della City University of Hong Kong (CityUHK) ha scoperto che la struttura ceramica porosa presente nelle spine dei ricci di mare è in grado di generare..."
categories:
  - "Biofabbricazione"
  - "Processi stampa 3D"
tags:
  - "future"
image: https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/03/Professor-Lu-Jian-640x479.jpg
word_count: 527
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# CityUHK sviluppa materiali intelligenti stampati in 3D ispirati alla struttura delle spine dei ricci di mare

Un team di ricerca della [City University of Hong Kong (CityUHK)](https://www.voxelmatters.com/cityu-hk-researchers-3d-print-bone-scaffolds-with-superelasticity/) ha scoperto che la struttura ceramica porosa presente nelle spine dei ricci di mare è in grado di generare una tensione elettrica misurabile quando entra in contatto con l’acqua.

I ricercatori hanno definito questa capacità “percezione meccanoelettrica” e la scoperta ha portato il team a replicare ed estendere il fenomeno attraverso [design biomimetico e stampa 3D](https://www.voxelmatters.com/university-of-leeds-researchers-3d-print-first-ever-biomimetic-tongue-surface/).

Lo studio si è concentrato sul riccio di mare a spine lunghe (*Diadema setosum*) e gli studiosi hanno osservato che quando una goccia di acqua di mare cadeva sull’apice di una spina, questa ruotava nel giro di circa un secondo.

![CityUHK develops 3D printed smart materials modeled on sea urchin spine structure](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/03/In-situ-observation-of-mechanoelectrical-perception-in-the-living-sea-urchin-spine-340x255.jpg)Osservazione in situ della percezione meccanoelettrica nella spina di un riccio di mare vivo

Le misurazioni della tensione hanno mostrato che il contatto con una goccia generava un potenziale transitorio di circa 100 millivolt, mentre l’acqua in movimento produceva segnali elettrici stabili. L’intera risposta avveniva nell’arco di poche decine di millisecondi e la velocità di risposta superava di oltre mille volte la percezione visiva degli echinodermi.

SIgnificativo il fatto che spine prive di qualsiasi tessuto cellulare vitale producevano la stessa risposta elettrica, confermando che l’effetto ha origine nella microstruttura fisica del materiale e non nel tessuto neurale o biologico.

## Dalla struttura biologica al materiale ingegnerizzato

La microscopia elettronica a scansione e la microtomografia computerizzata hanno rivelato che ogni spina contiene uno scheletro poroso bicontinuo, noto come stereom, con un gradiente nella dimensione dei pori lungo l’asse della spina. Diametri dei pori più piccoli, maggiore porosità e una superficie specifica più ampia all’apice favoriscono la separazione di carica all’interfaccia solido-liquido mentre il fluido scorre attraverso microcanali. Questo fenomeno genera un potenziale di flusso (streaming potential) che produce una tensione misurabile.

Per verificare se questo comportamento potesse essere replicato sinteticamente, il team ha utilizzato la [stampa 3D tramite vat photopolymerization](https://www.voxelmatters.com/new-double-photopolymerization-boosts-3d-printing-to-sub-micron-precision/) per fabbricare campioni biomimetici in polimero e ceramica con porosità a gradiente. Rispetto a strutture prive di gradiente, i design biomimetici hanno prodotto un aumento triplo della tensione generata e un incremento di otto volte dell’ampiezza del segnale, dimostrando che la percezione meccanoelettrica è governata principalmente dalla struttura topologica piuttosto che dalla composizione del materiale.

I ricercatori hanno quindi sviluppato un meccanorecettore metamateriale biomimetico composto da più unità a gradiente, capace di rilevare in tempo reale direzione e intensità del flusso subacqueo senza sensori esterni né alimentazione.

## Applicazioni e contesto della ricerca

**“**Attraverso il design strutturale biomimetico e la stampa 3D siamo riusciti a tradurre l’ingegno della natura in materiali intelligenti,” ha dichiarato il professor Lu Jian, Dean del College of Engineering e Chair Professor presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della City University of Hong Kong. “Il nostro obiettivo nella realizzazione di materiali funzionali biomimetici è estendere questo concetto di integrazione struttura–funzione, osservato in natura, ai sistemi ingegnerizzati, aprendo la strada a una nuova generazione di materiali intelligenti autosensibili.”

Lo studio è stato condotto in collaborazione tra CityUHK, The Hong Kong Polytechnic University e Huazhong University of Science and Technology. I ricercatori hanno individuato possibili applicazioni nel monitoraggio ambientale marino, nell’esplorazione subacquea, nella gestione delle risorse idriche, nello stoccaggio di energia, nei dispositivi biomedicali e nell’ingegneria aerospaziale.