I biomateriali, la nuova frontiera dei materiali viventi: le applicazioni nel lighting design

Testo di

MushLume Lighting

Il quarto appuntamento con “Living Materials”, la nuova rubrica dedicata ai materiali del futuro a cura di Daniela Amandolese, ricercatrice e docente presso la German University in Cairo. Il potenziale del design simbiotico tra esseri umani e organismi vive

“Le soluzioni esistono già in natura, ora che abbiamo gli strumenti per copiarle, possiamo creare processi e prodotti molto più sostenibili". Glowee, Sandra Re.

La bioluminescenza è un fenomeno naturale che alcuni organismi, come le alghe e i batteri, sfruttano per generare luce. Ogni organismo ha la sua peculiarità e un suo specifico processo chimico che porta alla produzione di luce. Nei batteri bioluminescenti, un enzima chiamato luciferasi catalizza l'ossidazione di una molecola chiamata luciferina, generando luce visibile. Questo processo biologico, che avviene in condizioni naturali negli oceani, è stato adottato da alcune aziende per applicazioni nel settore dell’illuminazione.

In vista di Euroluce 2025, questo articolo è dedicato all'affascinante connessione tra materiali viventi e luce.

"I materiali viventi non solo rispondono al loro ambiente, ma hanno il potenziale per evolversi insieme ad esso". Neri Oxman.

I materiali viventi, come il micelio, le alghe e i batteri bioluminescenti, ci invitano a ripensare il nostro rapporto con la natura, non più come una risorsa da sfruttare, ma come una fonte di ispirazione e un partner con cui co-creare. Questi materiali sono capaci di crescere, adattarsi e interagire con l'ambiente circostante, aprendo nuove possibilità per sviluppare progetti che rispettano gli equilibri ecologici.

Tali sviluppi stanno trasformando il modo in cui concepiamo l'illuminazione, non più come un sistema statico, ma come un processo dinamico che interagisce con la natura. Grazie a questi materiali viventi, possiamo immaginare un futuro in cui la luce non solo risponde agli stimoli ambientali, ma diventa parte di un ciclo ecologico più ampio, un design in simbiosi con l’ambiente circostante.

salonemilano, jan klingler — Jan Klingler - Ph. Sandy Haggart

Diversi designer stanno esplorando come i materiali viventi possano essere integrati nel mondo dell'illuminazione. Oltre a sfruttare la bioluminescenza, stanno sviluppando soluzioni luminose che non solo rispondono agli stimoli ambientali ma interagiscono attivamente con essi. Alcuni progetti, come quelli di Jan Klingler, utilizzano la luce per mettere in mostra la magia dei batteri, sfruttando la loro capacità di produrre colori e luminosità attraverso la crescita biologica.

Altri designer, come Élise Fouin e Danielle Trofe co-progettano con organismi viventi come i bachi da seta o il micelio, relazionandosi con la loro capacità di crescere e adattarsi a forme specifiche. Il micelio, la rete radicale dei funghi, è un materiale che cresce in modo naturale e che può essere coltivato in forme e strutture diverse, adattandosi a vari usi. La sua capacità di essere modellato, la sua resistenza e la sua leggerezza lo rendono ideale per applicazioni nell'illuminotecnica, dove può essere utilizzato per creare lampade, paralumi e altre strutture per l'illuminazione. Inoltre, il suo processo di crescita, che avviene in tempi relativamente brevi, permette anche di ridurre l'energia consumata durante la produzione rispetto ai metodi tradizionali di fabbricazione.

Isabel Brouwers

Isabel Brouwers ha creato la serie di lampade LUMNES, ispirate all'alga fotoluminescente Pyrocystis fusiformis, che emette luce in presenza di ossigeno. Queste lampade, realizzate tramite soffiatura del vetro, presentano un design unico per ogni pezzo. Incorporano un sensore di ossigeno che regola l'intensità luminosa in base alla concentrazione di ossigeno nell'ambiente circostante. La struttura a doppio strato, con uno strato esterno trasparente e uno interno opaco, consente all'ossigeno di entrare attraverso piccoli canali, attivando la luminescenza interna. Le lampade LUMNES offrono un'esperienza visiva dinamica, con una luminosità che varia in base ai livelli di ossigeno presenti nell'aria.

Nébulis

La Collezione Nébulis è stata progettata dalla designer Élise Fouin in collaborazione con Forestier e Sericyne. Questa serie di lampade utilizza la seta non tessuta prodotta naturalmente dai bachi da seta Bombyx mori, creando forme che evocano nuvole lenticolari dalle curve armoniose. La seta non tessuta, sviluppata da Sericyne, è ottenuta attraverso un processo in cui i bachi da seta tessono direttamente su stampi tridimensionali, generando strutture leggere e resistenti senza necessità di tessitura tradizionale. Questo materiale innovativo diffonde la luce in modo soffuso, creando un'atmosfera delicata e raffinata. La collezione comprende diverse tipologie di lampade, tra cui sospensioni, plafoniere e applique, disponibili in varie dimensioni per adattarsi a differenti ambienti ed esigenze.

Teresa Van Dongen

Teresa van Dongen è una designer olandese conosciuta per l'integrazione di processi naturali nel suo processo progettuale, creando installazioni luminose che sfruttano fonti di energia biologiche.

Ambio è una lampada che sfrutta la bioluminescenza dei batteri per generare luce. Questa installazione utilizza batteri bioluminescenti isolati dalla pelle di un polpo, immersi in un liquido salino. Quando i batteri vengono ossigenati, emettono una luce blu-verde, creando un'atmosfera suggestiva. Il design include un tubo di vetro contenente il liquido e i batteri, bilanciato da due pesi che, oscillando, mantengono l'ossigenazione necessaria per la bioluminescenza. Questo progetto esplora l'uso della natura come fonte di energia, offrendo una soluzione ecologica e affascinante per l'illuminazione.

"Electric Life" è un'installazione che utilizza batteri elettrogenici per generare elettricità. Questi batteri, noti come "geobacteri", vivono nel fango dei fiumi e dei laghi, emettendo elettroni come prodotto di scarto. Van Dongen ha progettato un sistema che ospita un ecosistema di questi batteri, i quali, attraverso un elettrodo appositamente progettato, producono una corrente elettrica sufficiente ad alimentare tre luci. Questo progetto rappresenta un passo verso l'adozione di fonti di energia rinnovabili e sostenibili, dimostrando il potenziale dei processi biologici nel generare energia.

salonemilano, teresa van dongen — Teresa Van Dongen, Electric Life

Ermi van Oers

Living Light è una lampada sviluppata da Nova Innova, uno studio di bio-design fondato da Ermi van Oers, in collaborazione con Plant-e, un'azienda specializzata in tecnologie che generano elettricità dalle piante. L’unità luminosa genera luce sfruttando l'energia prodotta da una pianta viva attraverso la tecnologia Plant Microbial Fuel Cell. Questa tecnologia converte l'energia derivante dal processo fotosintetico della pianta in elettricità, permettendo alla lampada di illuminarsi quando la pianta viene delicatamente toccata. Il sistema si basa su un ecosistema simbiotico: i microrganismi presenti nel terreno della pianta decompongono la materia organica rilasciata dalle radici. Questo processo produce elettroni che vengono raccolti da un elettrodo e trasformati in energia elettrica, alimentando così la luce della lampada. Il risultato è un'illuminazione che non richiede energia esterna, ma si nutre della vitalità della pianta stessa, instaurando un dialogo tra tecnologia e natura.

Glowee

Glowee, una start-up con sede a Parigi, sta sviluppando luci bioluminescenti, sfrutta la bioluminescenza dei batteri per creare sistemi di illuminazione come vetrine di negozi e cartelli stradali. Questa tecnologia si basa su batteri marini come il Vibrio fischeri, noti per la loro capacità di emettere luce attraverso un processo naturale che non richiede energia elettrica.

"Il nostro obiettivo è cambiare il modo in cui produciamo e utilizziamo la luce", afferma la fondatrice di Glowee, Sandra Rey. "Vogliamo offrire una soluzione globale che ridurrà il 19 percento del consumo di elettricità utilizzato per produrre luce".

Grazie a un materiale di origine biologica e biodegradabile, composto da batteri marini coltivati, riduciamo il consumo di risorse limitate e l'inquinamento dovuto alla loro estrazione, trasformazione ed esportazione.

I batteri bioluminescenti vengono coltivati in un gel nutritivo contenuto in dispositivi trasparenti, come pannelli o lampade. Questo ambiente controllato fornisce le condizioni ottimali per la loro sopravvivenza e attività luminosa. La luce prodotta è soffusa, di colore blu-verde, e non richiede alcuna connessione alla rete elettrica. La durata della bioluminescenza dipende dalla vitalità dei batteri e dalla disponibilità di nutrienti.

MushLume

Danielle Trofe è la fondatrice di MushLume Lighting, un'azienda con sede negli Stati Uniti, specializzata nella produzione di lampade realizzate utilizzando micelio e canapa. L’azienda infatti utilizza un processo di biofabbricazione che integra micelio e fibra di canapa per la creazione dei suoi paralumi. Il processo inizia con la combinazione di canapa e micelio, dove il micelio cresce e si sviluppa in modo simbiotico con il substrato vegetale. Il micelio si estende rapidamente e forma una rete solida che conferisce al materiale finale una resistenza e una stabilità meccanica. Il micelio, grazie alle sue proprietà naturali, funge da legante biologico che consolida la struttura e la rende durevole. Il risultato è un materiale completamente biodegradabile, che si distingue per la sua leggerezza, resistenza e proprietà termiche. Questo processo di crescita avviene in tempi relativamente brevi, riducendo significativamente il consumo energetico rispetto ai metodi di produzione tradizionali.

"Utilizziamo lampadine LED a bassa temperatura, che si abbinano perfettamente alla buona resistenza al fuoco del micelio. E sì, coltiviamo tutto qui in studio, confezionando a mano il substrato di canapa negli stampi. È incredibile pensare che, in 7-10 giorni, abbiamo una struttura completamente cresciuta e solida che diventa la base delle nostre lampade", spiega Danielle Trofe.

Jan Klingler

Il designer svedese Jan Klingler ha creato lampade dai colori ispirati dai pattern di crescita di batteri, lieviti e funghi. In collaborazione con il microbiologo M.D. Ph.D. Volkan Özenç, e grazie a un lungo periodo di esplorazione e prototipazione, Klingler ha acquisito le conoscenze necessarie per garantire una vasta gamma di colori e i migliori pattern di crescita possibili.

Per creare i design, Klingler lascia che batteri, funghi e lieviti crescano su un disco di resina per un periodo compreso tra 24 e 48 ore, alimentati con agar, un gel derivato dalle alghe. La base nutrizionale è fluida all'inizio del processo, ma comincia a solidificarsi quando Klingler aggiunge i batteri da far crescere. I colori vengono prodotti dai batteri stessi, come la serratia, un batterio che si trova nella bocca umana e che dà una colorazione rosso-arancione. Quando l'effetto desiderato è raggiunto, i dischi vengono sigillati per privare le colture di ossigeno e fermare la loro crescita. Successivamente, le piastre di resina vengono collegate a un modulo LED. La luce passa attraverso le colture traslucide.

Le lampade sono disponibili in quattro varianti, tutte ispirate all'attrezzatura da laboratorio e realizzate soffiando il vetro a mano in Svezia. Una è ispirata a una piastra di Petri, una ad un pallone Kolle (che assomiglia a una lampadina appiattita) e una a un pallone Fernbach, disponibile in due dimensioni.

Secondo Klingler, il progetto sfida l'utente a vedere una nuova connessione tra l'oggetto e se stesso, creando un legame visibile attraverso i batteri, mettendo in luce ciò che pensavamo dovesse rimanere nascosto e mettendolo in mostra.

"Ogni essere vivente e luogo ha la sua impronta microbiologica unica e personale. In un incrocio tra scienza, arte e design industriale, la lampada batterica usa questo fatto per creare pezzi unici e conversazionali", spiega Jan Klingler