journal article·2019Open access

Bionicomposites

Nicola M. Pugno, Luca Valentini

Nanoscale· Volume 11· Issue 7

Abstract

Incorporating nanomaterials in living systems could force the latter to produce "bionicomposites". We report a review of the first attempts with such bionicomposites, e.g. showing how the control of the eating and dormant states of microorganisms can provide nano-architectures with novel mechanical and functional properties, and how introducing nanomaterials in the diets of animals producing silks (spiders or silkworms) leads to intrinsically reinforced fibers with strengths higher than those of their natural counterparts, as well as those of synthetic polymer fibers or carbon fiber-reinforced polymeric composites.
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Research context

OpenAlex topics: Silk-based biomaterials and applications · biodegradable polymer synthesis and properties · Bone Tissue Engineering Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Laboratory of Bio-Inspired and Graphene Nanomechanics

Department of Civil

Environmental and Mechanical Engineering

University of Trento

Trento

Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

Università di Perugia

UdR INSTM

05100 Terni

Italy

Funding

H2020 Future and Emerging Technologies · Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca

References (56)

Show source-provided references
1. Lepore · 2D Mater. · 2017 · 4 · 03101310.1088/2053-1583/aa7cd3 ↗
2. Valentini · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 2703110.1038/srep27031 ↗
3. Valentini · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 760710.1021/acsami.6b02530 ↗
4. George · Nano Today · 2010 · 5 · 25410.1016/j.nantod.2010.05.005 ↗
5. Lichtenegger · Science · 2002 · 298 · 38910.1126/science.1075433 ↗
6. Politi · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2008 · 105 · 1736210.1073/pnas.0806604105 ↗
7. Hepburn · Apidologie · 1998 · 19 · 2510.1051/apido:19880102 ↗
8. Zhang · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2010 · 107 · 950210.1073/pnas.0912066107 ↗
9. Wang · Mater. Sci. Eng., C · 2014 · 34 · 41710.1016/j.msec.2013.09.041 ↗
10. Gerber · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2012 · 109 · 9010.1073/pnas.1115381109 ↗
11. Vollrath · Nature · 2001 · 410 · 54110.1038/35069000 ↗
12. Fu · Chem. Commun. · 2009 · 43 · 651510.1039/b911049f ↗
13. Koeppel · ACS Biomater. Sci. Eng. · 2017 · 3 · 22610.1021/acsbiomaterials.6b00669 ↗
14. Keten · Nat. Mater. · 2010 · 9 · 35910.1038/nmat2704 ↗
15. Hu · Biomacromolecules · 2011 · 125 · 168610.1021/bm200062a ↗
16. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2015 · 7 · 335210.1021/am508319h ↗
17. Ling · Nat. Commun. · 2017 · 8 · 138710.1038/s41467-017-00613-5 ↗
18. Wang · Biomaterials · 2008 · 29 · 105410.1016/j.biomaterials.2007.11.003 ↗
19. Xu · J. Mater. Chem. A · 2013 · 1 · 419810.1039/c3ta00050h ↗
20. Wang · Biomacromolecules · 2013 · 14 · 28510.1021/bm301741q ↗
21. Kim · Adv. Mater. · 2014 · 26 · 309410.1002/adma.201304686 ↗
22. Shearer · Adv. Mater. · 2014 · 26 · 229510.1002/adma.201305254 ↗
23. Wang · Eur. J. Lipid Sci. Technol. · 2015 · 117 · 194010.1002/ejlt.201500029 ↗
24. Wang · Mater. Sci. Eng., C · 2014 · 34 · 41710.1016/j.msec.2013.09.041 ↗
25. Steven · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 243510.1038/ncomms3435 ↗
26. Lee · Science · 2009 · 324 · 48810.1126/science.1168162 ↗
27. Steven · Sci. Technol. Adv. Mater. · 2011 · 12 · 05500210.1088/1468-6996/12/5/055002 ↗
28. Bowen · Biomacromolecules · 2018 · 19 · 385310.1021/acs.biomac.8b00980 ↗
29. Leeuw · Nano Lett. · 2007 · 7 · 265010.1021/nl0710452 ↗
30. Ross · Int. J. Food Microbiol. · 2002 · 79 · 310.1016/S0168-1605(02)00174-5 ↗
31. Valentini · Nanomaterials · 2018 · 8 · 51810.3390/nano8070518 ↗
32. Marelli · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 2526310.1038/srep25263 ↗
33. Chen · Metab. Eng. · 2013 · 15 · 4810.1016/j.ymben.2012.11.002 ↗
34. Hong · Cell. Mol. Life Sci. · 2012 · 69 · 267110.1007/s00018-012-0945-1 ↗
35. Runguphan · Metab. Eng. · 2014 · 21 · 10310.1016/j.ymben.2013.07.003 ↗
36. Everaert · Colloids Surf., B · 1998 · 10 · 17910.1016/S0927-7765(98)00003-4 ↗
37. Valentini · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 2271410.1021/acsami.6b07821 ↗
38. Valentini · Adv. Funct. Mater. · 2017 · 27 · 160652610.1002/adfm.201606526 ↗
39. Bertoldi · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 36110.1002/adma.200901956 ↗
40. Mody · Rubber Chem. Technol. · 2013 · 86 · 44910.5254/rct.13.86999 ↗
41. Yuan · RSC Adv. · 2013 · 3 · 1884410.1039/c3ra42850h ↗
42. Zhang · RSC Adv. · 2014 · 4 · 3247510.1039/C4RA04243C ↗
43. Yuan · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 1685210.1021/acsami.6b03985 ↗
44. Shin · ACS Nano · 2013 · 7 · 236910.1021/nn305559j ↗
45. Carpinteri · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 42110.1038/nmat1408 ↗
46. Meng · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2005 · 102 · 707410.1073/pnas.0502098102 ↗
47. Zhu · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2015 · 112 · 897110.1073/pnas.1502870112 ↗
48. Jonas · Polym. Degrad. Stab. · 1998 · 59 · 10110.1016/S0141-3910(97)00197-3 ↗
49. Fink · Prog. Polym. Sci. · 2001 · 26 · 147310.1016/S0079-6700(01)00025-9 ↗
50. Park · Carbohydr. Polym. · 2009 · 77 · 45710.1016/j.carbpol.2009.01.021 ↗
51. Park · Carbohydr. Polym. · 2009 · 77 · 45710.1016/j.carbpol.2009.01.021 ↗
52. Li · NPG Asia Mater. · 2015 · 7 · e15010.1038/am.2014.111 ↗
53. Gao · J. Porous Mater. · 2011 · 18 · 13910.1007/s10934-010-9364-6 ↗
54. Yoon · Biomacromolecules · 2006 · 7 · 128010.1021/bm050597g ↗
55. Si · Macromol. Rapid Commun. · 2014 · 35 · 170610.1002/marc.201400239 ↗
56. Luo · Nano-Micro Lett. · 2018 · 10 · 4210.1007/s40820-018-0195-3 ↗