Sind Werkstoffe, deren Struktur oder Funktion durch biologische Vorbilder inspiriert ist, etwa Knochen, Perlmutt oder Spinnenseide. Sie nutzen hierarchische Architekturen, Gradienten, selbstheilende oder adaptive Mechanismen zur Optimierung von Steifigkeit, Zähigkeit, Haftung oder Transport. In der Werkstoffwissenschaft umfasst dies Faserverbunde, poröse Gerüste für Tissue Engineering, responsive Hydrogele und Oberflächen mit lotusähnlicher Superhydrophobie oder geckoähnlicher Haftung.