Modeling bacterial cellulose: building an interactive and multidisciplinary tool for enhancing research accessibility

Bacterial cellulose (BC) is a versatile biomaterial produced by certain types of bacteria. In recent decades, it has become increasingly popular across fields like biomaterials design, biomedical engineering, or sustainable packaging because of its excellent mechanical properties, biocompatibility, biodegradability, and high water retention. However, it has very complex behavior because of its biological nature, so much research has been conducted on producing and characterizing it. This research project aims to explore the existing research on BC and its modeling. Additionally, its purpose is to create an interactive platform for designers and engineers interested in BC to access the bibliography tailored to their project efficiently. A qualitative approach was adopted for the project. The bibliography on BC models was collected from academic databases and analyzed via qualitative coding and semi-structured interviews with designers from various backgrounds. Different ways to categorize the bibliography were identified with this methodology, the three most relevant being the material used, the application of the project, and the physical behavior under study. These three criteria were used to design an interactive platform in the form of a website, which provides the users with a tool that generates a list of references tailored to their needs. The platform also introduces bacterial cellulose, numerical modeling, and experimental practices. Finally, it includes features for users to participate in the platform by submitting their insights, references, or projects, creating a sense of community. These results help promote the use of BC in design initiatives by highlighting its possible applications and introducing recent modeling techniques to study its behavior. Such platforms also promote interdisciplinary collaboration, making biomaterials knowledge more available and driving sustainable innovation.

La cellulosa batterica (BC) è un biomateriale versatile prodotto da alcuni tipi di batteri. Negli ultimi decenni è diventata sempre più popolare in campi come la progettazione di biomateriali, l'ingegneria biomedica o l'imballaggio sostenibile, grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche, alla biocompatibilità, alla biodegradabilità e all'elevata ritenzione idrica. Tuttavia, il suo comportamento è molto complesso a causa della sua natura biologica, per cui sono state condotte molte ricerche sulla sua produzione e caratterizzazione. Questo progetto di ricerca si propone di esplorare le ricerche esistenti sulla BC e la sua modellazione. Inoltre, il suo scopo è quello di creare una piattaforma interattiva per i progettisti e gli ingegneri interessati alla BC per accedere alla bibliografia su misura per il loro progetto in modo efficiente. Per il progetto è stato adottato un approccio qualitativo. La bibliografia sui modelli di BC è stata raccolta da banche dati accademiche e analizzata attraverso la codifica qualitativa e interviste semi-strutturate con progettisti di diversa provenienza. Con questa metodologia sono stati identificati diversi modi per categorizzare la bibliografia, i tre più rilevanti sono stati il materiale utilizzato, l'applicazione del progetto e il comportamento fisico oggetto di studio. Questi tre criteri sono stati utilizzati per progettare una piattaforma interattiva sotto forma di sito web, che fornisce agli utenti uno strumento che genera un elenco di riferimenti su misura per le loro esigenze. La piattaforma introduce anche la cellulosa batterica, la modellazione numerica e le pratiche sperimentali. Infine, include funzioni che consentono agli utenti di partecipare alla piattaforma inviando le loro intuizioni, riferimenti o progetti, creando un senso di comunità. Questi risultati contribuiscono a promuovere l'uso della BC nelle iniziative di progettazione, evidenziando le sue possibili applicazioni e introducendo recenti tecniche di modellazione per studiarne il comportamento. Tali piattaforme promuovono anche la collaborazione interdisciplinare, rendendo più disponibili le conoscenze sui biomateriali e promuovendo l'innovazione sostenibile.