Nanomaterialele biomimetice sau biomimetice ( în engleză biomimetic nanomaterials sau biomimetics, bioinspirated materials ) sunt nanomateriale artificialecare imită proprietățile biomaterialelor sau sunt create pe baza principiilor implementate în viața sălbatică.
Apelul la exemplele biologice care inspiră inginerii să creeze noi materiale și tehnologii se bazează pe presupunerea că, de-a lungul a miliarde de ani de evoluție, natura a creat structuri vii optime care sunt superioare ca eficiență și durabilitate structurilor create de om. Astfel, studiul „ efectului de lotus ”, adică proprietățile frunzelor de lotus de a nu fi umezite de apa de ploaie și de a respinge murdăria datorită suprafeței lor micro/nanostructurate, a condus la crearea de vopsele și țesături hidrofuge. Nanofibrele polimerice , care au o rezistență comparabilă cu cea a oțelului, au fost create pe baza unui exemplu biologic - pânza , ale cărei fire pot rezista de trei ori tensiunea unui fir de oțel de același diametru. Fructele de brusture au fost prototipul pentru crearea unui material adeziv Velcro sintetic utilizat în elementele de fixare Velcro utilizate pe scară largă .
Multe biomolecule au proprietatea de a se auto-asambla în structuri obișnuite, de exemplu, proteina contractilă actina polimerizează în filamente groase de 7 nm , iar proteina tubulină polimerizează în microtubuli cu un diametru de 25 nm. Utilizarea principiului auto-asamblarii și a biostructurilor în sine ca matrice face posibilă crearea de nanofire și nanotuburi prin depunerea de monostraturi metalice pe biopolimeri . Principiul complementarității , care stă la baza asamblarii moleculelor de ADN , este utilizat în proiectarea ADN-ului noilor nanomateriale.
Cunoașterea structurii și funcțiilor moleculelor biologice face posibilă sintetizarea moleculelor hibride, inclusiv peptide , lipide , polimeri organici și crearea de nanofibre biomimetice, compozite bioanorganice și acoperiri nanoporoase pentru ingineria țesuturilor . Recent, tehnologiile pentru producerea biomimetică de nanoparticule au fost dezvoltate în mod activ . De exemplu, proteina feritină , care acționează ca purtător și depozitare a fierului în organism, formează nanocavități cu un diametru spațiu intern de 8 nm. Ele fac posibilă obținerea de nanoparticule magnetice de oxid de fier și cobalt cu o dimensiune de aproximativ 6 nm. Alte abordări folosesc „creșterea” nanoparticulelor de o dimensiune dată în bacterii sau în biomasă vegetală (ovăz, grâu, lucernă). La aceste obiecte biologice se adaugă săruri metalice, care sunt reduse la metale în timpul biocatalizei și formează nanoparticule. Sunt descrise metode de obținere a nanoparticulelor de metal în plantele vii, în apa pentru irigare căreia se adaugă săruri metalice. Nanoparticulele se formează în tulpini și alte părți ale plantelor și pot fi izolate de acolo prin extracție. Mărimea nanoparticulelor formate este stabilită de proteinele implicate în reacțiile de reducere. Într-un număr de cazuri, au fost stabilite secvențele de peptide responsabile de cataliză , ceea ce a făcut posibilă utilizarea lor ca peptide circulare pentru formarea nanoparticulelor in vitro . Nanoparticulele se pot forma si cu ajutorul cochiliilor virale - capside . Proteinele capsidei virale sunt asamblate în structuri spațiale regulate din punct de vedere geometric, cu o cavitate în interior, în care este ambalat genomul virusului . Nanoparticulele de metal calibrate și nanocompozitele foarte ordonate pot fi asamblate atât în interiorul capsidei, cât și pe suprafața acesteia. Sinteza biomimetică a nanoparticulelor are o serie de avantaje: are loc în condiții mai blânde decât producția de nanoparticule prin metode fizico-chimice. La scara producției industriale de nanoparticule, acest lucru va reduce impactul negativ asupra mediului.