Ricerca Unità di RicercaBIODESIGN

BIODESIGN

L’Unità di ricerca BIOdesign opera, di concerto con il Laboratorio di Design per la Sostenibilità LDS (DIDA-Labs), il Laboratorio di Microbiologia (DAGRI), il Laboratorio di Chimica Fisica (DICUS), Laboratorio di Metodi e Tecniche per l’Innovazione (DIEF).

L’unità svolge ricerca interdisciplinare e transdisciplinare coniugando Soft e Hard Sciences nell’ambito del Biodesign (Myers, 2012). Ispirandosi al mondo naturale cerca di approfondire ed indagare ogni aspetto dei suoi processi: le dinamiche di sintesi dei tessuti e delle sostanze biologiche, la loro composizione, la struttura microscopica e l’aspetto morfologico-funzionale, valutandone infine il possibile rendimento prestazionale. Attraverso questi studi si prefigge l'obiettivo di definire nuovi materiali, prodotti e processi con un alto grado di sostenibilità e ad impatto ambientale minimo.

Altro elemento qualificante del gruppo è la ricerca sperimentale interdisciplinare dal punto di vista teorico, metodologico e pratico, associata ai percorsi formativi e alle collaborazioni già in essere tra i ricercatori coinvolti. In particolare la collaborazione tra scienze “dure” e design viene considerata un binomio fondamentale per affrontare le future sfide della ricerca (Oxman et al., 2005) (Ito, 2016) (Langella, 2019a). Inoltre il rapporto tra biologia, chimica, ingegneria e design delinea molteplici forme di collaborazione (Myers, 2012) come il design biomimetico (Vincent et al, 2006), il bioinspired design, la biomimesi (Benyus, 1997), il design biomedico, il synbiodesign – biologia sintetica -, il design adattivo – materiali che si adattano a determinate condizioni -, il Material Design, il Growing Design, l’Hybrid Design (Langella, 2019), il design interspecie (Roudavski, 2021), il bio-integrated design (Cruz, Parker, 2022), la biofabrication (Lucibello, Montalti, 2019), la bioarte (Myers, 2015).

In questo senso design e scienze dure si avvicinano con l'obiettivo di esplorare possibili modalità di relazione e intersezione al fine di rispondere alla complessità del mondo reale.

Il carattere nuovo e fortemente interdisciplinare di questo approccio è innovativo ma, allo stesso tempo, non consente ancora la definizione di riferimenti metodologici e procedurali specifici. Per questo l’obiettivo primario di questo gruppo di ricerca è la definizione di una metodologia condivisa a-disciplinare per coniugare scienze eterogenee. Al momento l’unità di ricerca farà riferimento alla normativo ISO/TC 266 e ISO 18457:2016.

Obiettivi scientifici e operativi

1. dare impulso a ricerche sperimentali e innovative sulle tematiche del biodesign;
2. elaborare progetti di ampio respiro con un partenariato interdisciplinare, articolato in vari paesi al fine di partecipare a bandi europei ed internazionali;
3. contribuire alla definizione di un metalinguaggio comune tra Hard Sciences e Design;
4. definire un quadro teorico-metodologico-strumentale per una ricerca avanzata sul tema del biodesign con particolare riferimento alle tematiche della sostenibilità;
5. concentrarsi sulla ricerca e lo sviluppo di materiali e processi innovativi che sono non solo sostenibili e a basso impatto ambientale, ma anche funzionalmente superiori ai materiali e processi tradizionali. Questo potrebbe includere l'esplorazione di biomateriali, tecnologie di biofabrication e approcci di design biomimetico.
6. gli obiettivi precedenti avranno anche lo scopo di integrare gli insegnamenti interdisciplinari nei programmi formativi correlati, preparando così la prossima generazione di ricercatori e progettisti a lavorare efficacemente all'intersezione di più discipline.

Progetti di ricerca recenti

1. (2024 - in corso) AERIAL (Strategie di biofabbricazione per il riciclo dei sottoprodotti della filiera lapidea), in ambito PORFESR 2021-27 di Regione Toscana il progetto è finalizzato alla creazione di un impianto pilota ibrido (meccanico e biotecnologico) in gradi di trasformare i fanghi di marmo, attraverso un processo indotto da microorganismi fotosintetici, in nuovi materiali biofabbricati per la bio edilizia e il design.
2. (2025 - in corso) IDRA (Infrastructures for the Depollution and Regeneration of coastal Areas), il progetto IDRA è autofinanziato e prevede lo sviluppo di un nuovo materiale cementizio biorecettivo per il mare al fine di realizzare oggetti da integrare in infrastrutture marine esistenti in grado di supportare la biodiversità marina e raccogliere le microplastiche. Al momento l’unità di ricerca ha sviluppato campioni di laboratorio e test di crescita di microorganismi marini. Un concept progettuale è stato presentato al Contest internazionale Biodesign Sprint, Ocean Futures ricevendo una menzione per il valore artistico e culturale.
3. (2023 - 2026) BIOPIC, in ambito PNRR Spoke 2 PE11 Made in Italy Circolare e Sostenibile. PI: Massimo Bonini (DICUS) e Marco Marseglia (DIDA). Il progetto indaga soluzioni bioispirate per i settori dell’arredamento, del camper e della nautica con particolare riferimento all’innovazione dei materiali e dei prodotti.
4. (2022 - 2025) INERTIAL, Innovative Materials From Traditional Resources (ERC sector: PE8_11, PE8_10 and LS9_1), funded by the Università degli Studi di Firenze (CR Firenze e NEXT GENERATION EU). PI: Marco Marseglia (DIDA) e Natascia Biondi (DAGRI). Il progetto indaga potenziali nuovi materiali realizzati attraverso processi di biomineralizzazione microbica e scarti lapidei, con microalghe o cianobatteri, di sottoprodotti derivanti dalla filiera della pietra.  Il progetto è stato inserito nell’ADI INDEX 2026 per la selezione al premio Compasso d’Oro indetto da ADI.
5. (2017-2020) 3R4CAMPER, definizione di processi e metodi di economia circolare per il settore CAMPER in ottica Riduzione, Riciclo, Riuso, in ambito POR FESR 2014-2020, Regione Toscana, Bando 2: Progetti strategici di ricerca e Sviluppo delle MPMI. Università degli Studi di Firenze , Dipartimento DIDA, responsabile scientifico: Prof. Giuseppe Lotti. Il progetto di ricerca era finalizzato a definire soluzioni gestionali, progettuali e produttive rivolte a ridurre la quantità dei rifiuti della filiera del camper toscana, che produce l’80% dei camper italiani, e riutilizzare–riciclare gli sfridi e gli scarti di produzione, secondo la logica delle 3R dell’economia circolare. In particolare sono state adottate soluzioni di Design for Reuse e Bioispired Design in ottica di alleggerimento e riduzione della quantità materica. Il progetto è stato inserito nell’ADI INDEX 2024 per la selezione al premio Compasso d’Oro indetto da ADI.

Attività didattiche recenti

 

Pubblicazioni recenti

1. Marseglia, M., Celli, T., Brunelli, E., Cantini, F., Pontillo, G., & Lotti, G. (2026). Designing with nature: Interdisciplinary approaches for bioinspired and sustainable solutions in the living sectors. DIID – Disegno Industriale Industrial Design, DSI No. 3–2025, 240–259. DOI: https://doi.org/10.30682/diidmics25q
2. Marseglia, M., Cantini, F., Celli, T., Brunelli, E., Reali, L., Sampietro, G., Biondi, N., & Lotti, G. (2026). Biofabrication strategies for the recycling of Tuscan white marble by-products into innovative bio building materials. In What’s Around Design? Strategic and speculative biodesign for a sustainable future (Vol. 2, pp. 108–125). Springer. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/978-3-032-11584-3
3. Marseglia, M., Cantini, F., Celli, T., Brunelli, E., & Lotti, G. (2025). Transdisciplinary approach in biodesign: A case study of hybridization between design and scientific method in material design. Research Directions: Biotechnology Design, 4, e4, 1–13. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/S2977905725100024
4. Licaj, A., Marseglia, M., Matteucci, E., Cantini, F., & Celli, T. (2025). BIOVIZ: Pluralità e interdisciplinarità per processi di visualizzazione eco-informati / Plurality and interdisciplinarity for eco-informed visualization processes. In Design plurale. Casi e modelli alternativi per l’innovazione / Plural design: Cases and alternative models for innovation (pp. 375–387). FedOAPress – Federico II University Press.
5. Cianfano, F., Celli, T., Marseglia, M., & Rognoli, V. (2025). Slow prototyping in biodesign: Designing with the living in hybrid laboratories. In N. Nimkulrat, S. D. Ferraris, & F. Mattioli (Eds.), Prototyping and experiential knowledge: Unfolding shifting views on the use of prototypes in design research (Design International series). FrancoAngeli. Accesso ONLINE all'editore
6. Marseglia, M., Cantini, F., Celli, T., Brunelli, E., & Lotti, G. (2025). Design-driven science-informed (Sci-In) transdisciplinarity: Measuring transdisciplinarity in the field of biodesign. In Design plurale. Casi e modelli alternativi per l’innovazione / Plural design: Cases and alternative models for innovation (pp. 461–475). FedOAPress – Federico II University Press. Accesso ONLINE all'editore
7. Marseglia, M., Cantini, F. (2025). THE BIOLOGICAL TURN. New frontiers of transdisciplinarity applied to materials design.. In: Alessio Caccamo, Luca D’Elia, Carmen Rotondi. DESIGN RESEARCH STREAMS. An inquiry across emerging theories and practices., pp. 186-199, European Union: Rubbettino Editore, ISBN:978-88-498-8691-7.
8. Marseglia, M., Biondi, N., Cantini, F., Celli, T., Brunelli, E., Reali, L., & Sampietro, G. (2025). Design di nuovi materiali realizzati attraverso processi di biofabbricazione indotta da microorganismi fotosintetici. In Design e ricerca: Fonti e risorse (pp. 305–314). Italian Design Society. Accesso ONLINE all'editore
9. Licaj, A., Marseglia, M., Lotti, G., Matteucci, E., Cantini, F., & Celli, T. (2024). Eco-data informed processes: Nature as a co-designer to face environmental change. In Cumulus conference: Design across borders – United in creativity (pp. 1386–1411). Cumulus – The Global Association of Art and Design Education and Research.
10. Reali, L., Sampietro, G., Tredici, F., Diani, M., Celli, T., Cantini, F., Marseglia, M., Biondi, N. (2024). Microbially Induced Calcium Carbonate Precipitation in cyanobacteria as a tool to produce biomaterials from marble extraction leftovers. In: YAS Young Algaeneers Symposium, Vannes, 27-30/05/2024, EABA, pp. 80-81.
11. Reali, L., Sampietro, G., Diani, M., Celli, T., Cantini, F., Marseglia, M., & Biondi, N. (2024). Exploitation of microalgae biomineralization to produce biomaterials from marble extraction leftovers. In ISAP 2024 (p. 30). ISAP.
12. Marseglia, M., Cantini, F., Celli, T., Brunelli, E., & Lotti, G. (2024). Material beyond materials: An interdisciplinary workshop for biodesigning. In How do we grow a biodesigner? (pp. 1–2). Cambridge University Press. DOI  
13. Lotti G., Marseglia M., Pistoresi G., Matteucci E., D'Ascenzi E. (2023). REVERSE. Design verso un nuovo paradigma, European Union: Lettera ventidue, pp. 1-188, 9788862429115.
14. Lotti G., Marseglia M., Vacca M., Sottani M. (2022), Design Futuring. Beyond the emergency scenario, Altralinea Edizioni, Firenze
15. Reali L., Sampietro G., Cantini F., Marseglia M., Biondi N. (2022), Biomineralization by microalgae as a tool to valorize stone extraction leftovers. In: AlgaEurope 2022, Roma, 13-15/12/2022, DLG Benelux /EABA, pp. 384-385.
16. Marseglia M., Cantini F., Tanzini A. (2021), Hybrid systems of human | technological | biological products: a road to a greater sustainability? Cumulus Roma 2021: Design Culture(s)

Bibliografia

1. Benyus, J. M. (1997). Biomimicry: Innovation inspired by nature (p. 320). New York: Morrow
2. Cruz, M., & Parker, B. (2022). From Anthropocene to Biocene: Novel Bio-Integrated Design as a Means to Respond to the Current Biodiversity and Climate Crisis. In Design Studio Vol. 4: Working at the Intersection (pp. 52-61). RIBA Publishing.
3. Langella, C., Scodeller, D., Dal Buono, V. (2017) Design parametrico e generativo: nuove prospettive di ricerca, MD Journal n.3/2017, ISSN 2531-9477 [online], ISBN 978-88-940517-7-3 [print]
4. Langella, C., (2019), Mutualismi tra Design e Scienza, In diid, disegno industriale|industrial design, Design e Scienza n. 69/2019
5. Langella, C., Arruda, A. J. V., Di Bartolo, C., Revising Biomimetics: Opportunities and Ambiguities in the Bioinspired Design Approach, diid no. 78/2022, Doi:10.30682/diid7822i
6. Lucibello, S., & Montalti, M. (2019). Beyond Human-New Paradigms of Active Collaboration in Design. diid Design, 2030, 26.
7. Myers, W. (2015). Bio art: altered realities. Thames & Hudson.
8. Myers, W. (2012). Bio design.
9. Roudavski, S. (2021). Interspecies Design. In J. Parham (Ed.), The Cambridge Companion to Literature and the Anthropocene (Cambridge Companions to Literature, pp. 147-162). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/9781108683111.010
10. Vincent, J. F., Bogatyreva, O. A., Bogatyrev, N. R., Bowyer, A., & Pahl, A. K. (2006). Biomimetics: its practice and theory. Journal of the Royal Society Interface, 3(9), 471-482.