[lid] Il professor Benedetto Marelli sviluppa tecnologie basate sulla seta con usi “dal laboratorio alla tavola”, tra cui aiutare la crescita dei raccolti e preservare gli alimenti deperibili.

Cresciuto a Milano, a Benedetto Marelli piaceva capire come funzionavano le cose. Riparava dispositivi rotti semplicemente per avere l’opportunità di smontarli e rimontarli. Inoltre, fin dalla giovane età, aveva un forte desiderio di avere un impatto positivo sul mondo. Iscrivendosi al Politecnico di Milano, scelse di studiare ingegneria.

“L’ingegneria sembrava la soluzione giusta per soddisfare le mie passioni, all’intersezione tra la scoperta di come funziona il mondo, la comprensione delle regole della natura e lo sfruttamento di questa conoscenza per creare qualcosa di nuovo che potrebbe avere un impatto positivo sulla nostra società”, afferma Marelli, Paul M del MIT. Cook Career Development Professore Associato di Ingegneria Civile e Ambientale.

Marelli decise di concentrarsi sull’ingegneria biomedica, che all’epoca era quanto di più vicino si avvicinava all’ingegneria biologica. “Mi piaceva l’idea di proseguire gli studi che mi fornissero le basi per progettare la vita”, al fine di migliorare la salute umana e l’agricoltura, dice.

Marelli ha poi conseguito un dottorato di ricerca in scienza e ingegneria dei materiali presso la McGill University e ha poi lavorato come postdoc presso il Silklab sui biomateriali della Tufts University. Dopo il post-doc, Marelli è stato attratto dal Dipartimento di Civile e Ambientale del MIT in gran parte grazie al lavoro di Markus Buehler , professore di ingegneria McAfee del MIT, che studia come progettare nuovi materiali comprendendo l’architettura di quelli naturali.

“Ciò era in sintonia con la mia formazione e con l’idea di utilizzare gli elementi costitutivi della natura per costruire una società più sostenibile”, afferma Marelli. “Passare dall’ingegneria biomedica all’ingegneria civile e ambientale per me è stato un grande passo avanti. Ha significato cambiare completamente la mia comunità, capire cosa potevo insegnare e come guidare gli studenti in un nuovo ramo dell’ingegneria. Mentre Markus sta lavorando con la seta per studiare come progettare materiali migliori, questo mi ha fatto vedere una chiara connessione con quello che stavo facendo e quello che avrei potuto fare. Lo considero uno dei miei mentori qui al MIT e ho avuto la fortuna di collaborare con lui.”

La ricerca di Marelli mira a mitigare diversi problemi globali urgenti, afferma.

“Incrementare la produzione alimentare per garantire la sicurezza alimentare a una popolazione in continua crescita, ripristinare il suolo, ridurre l’impatto ambientale dei fertilizzanti e affrontare i fattori di stress derivanti dai cambiamenti climatici sono sfide sociali che richiedono lo sviluppo di tecnologie rapidamente scalabili e dispiegabili”, afferma.

Marelli e i suoi colleghi ricercatori hanno sviluppato rivestimenti derivati ??dalla seta naturale che prolungano la durata di conservazione del cibo, forniscono biofertilizzanti ai semi piantati in terreni salati e improduttivi e consentono ai semi di creare piante più sane e aumentare la resa dei raccolti in terre colpite dalla siccità. Secondo Marelli le tecnologie hanno dato buoni risultati nei test sul campo condotti in Marocco in collaborazione con il Politecnico Mohammed VI di Ben Guerir e offrono molto potenziale.

“Credo che con questa tecnologia, insieme agli sforzi comuni condivisi dai PI del MIT che partecipano alla Climate Grand Challenge on Revolutionizing Agriculture , abbiamo una reale opportunità di avere un impatto positivo sulla salute planetaria e di trovare nuove soluzioni che funzionino sia in contesti rurali che altamente campi agricoli modernizzati”, afferma Marelli, che recentemente ha ottenuto un incarico.

In qualità di ricercatore e imprenditore con circa 20 brevetti a suo nome e premi tra cui un premio CAREER della National Science Foundation, il premio Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers e l’Ole Madsen Mentoring Award, Marelli afferma che in generale le sue intuizioni sulle proteine ??strutturali – e come utilizzare tale comprensione per produrre materiali avanzati su più scale – sono tra i risultati di cui va più fiero.

Più nello specifico, Marelli cita una delle sue scoperte che riguarda una fragola. Dopo aver immerso la bacca in una sospensione di seta commestibile inodore e insapore come parte di una gara di cucina tenutasi nel suo laboratorio post-dottorato, la lasciò accidentalmente sulla sua panca, solo per scoprire circa una settimana dopo che era ben conservata.

“Il rivestimento della fragola per aumentarne la durata di conservazione è difficile da battere quando si tratta di ispirare le persone sul fatto che i polimeri naturali possono fungere da materiali tecnici che possono avere un impatto positivo sulla nostra società” riducendo gli sprechi alimentari e la necessità di spedizioni refrigerate ad alta intensità energetica, dice Marelli.

Quando Marelli vinse il BioInnovation Institute e il Science Prize for Innovation nel 2022, disse alla rivista Science che secondo lui gli studenti dovrebbero essere incoraggiati a scegliere un percorso imprenditoriale. Ha riconosciuto la ripidità della curva di apprendimento dell’essere un imprenditore, ma ha anche sottolineato come l’impatto della ricerca possa essere aumentato in modo esponenziale.

Ha ampliato questa idea più recentemente.

“Credo che un numero crescente di accademici e studenti laureati dovrebbero cercare di ‘sporcarsi’ le mani con sforzi imprenditoriali. Viviamo in un’epoca in cui gli accademici sono chiamati ad avere un impatto tangibile sulla nostra società, e tradurre ciò che studiamo nei nostri laboratori è chiaramente un buon modo per impiegare i nostri studenti e rafforzare lo sforzo globale per sviluppare nuove tecnologie che possano rendere la nostra società più sostenibile ed equo”, afferma Marelli.

Riferendosi a un’azienda spin-off, Mori, nata dalla scoperta delle fragole ricoperte e che sviluppa prodotti a base di seta per conservare un’ampia gamma di alimenti deperibili, Marelli afferma di trovare molto soddisfacente sapere che Mori ha sul mercato un prodotto che è il risultato dei suoi sforzi di ricerca e che 80 persone stanno lavorando per tradurre la scoperta dal “laboratorio alla tavola”.

“Sapere che la tecnologia può spostare l’ago della bilancia in situazioni di crisi come quella dello spreco alimentare e dell’impatto ambientale legato al cibo è la ricompensa più grande di tutte”, afferma.

Marelli dice di dire agli studenti che cercano soluzioni a problemi estremamente complicati di trovare una soluzione, “per quanto folle possa essere”, e poi di fare un’approfondita revisione della letteratura per vedere cosa hanno fatto altri ricercatori e se “c’è qualche indizio che punti verso lo sviluppo della loro soluzione.

“Una volta compresa la fattibilità, di solito lavoro con loro per semplificarlo il più possibile e poi scomporre il problema in piccole parti risolvibili in serie e/o in parallelo”, afferma Marelli.

Questo processo di scoperta è ancora in corso. Alla domanda su quale delle sue tecnologie avrà il maggiore impatto sul mondo, Marelli risponde: “Mi piace pensare che siano quelle che devono ancora essere scoperte”.