As teorias de Nucleação e Crescimento de Fases Termodinâmicas, Difusão ou Mobilidade Atômica e Tensão Superficial tornam inteligíveis fenômenos nos sistemas biológicos até muito recentemente absolutamente ignorados.
Clareiam também questões fundamentais, “respondidas” pela seleção natural ao longo do processo evolutivo. A análise dos processos de biomineralização que incluem a teoria clássica de nucleação e crescimento de fases se conectam diretamente com a teoria de Darwin da seleção natural ao evidenciar que os processos de biomineralização são definidos pelas condições físico-químicas do meio. Como observou no século XIX Adolph Fick, o criador da teoria da difusão, um fenômeno vital pode ser considerado como desvendado somente quando mostramos que ele é o resultado de componentes materiais de organismos vivos interagindo, de acordo com as mesmas leis que regem o comportamento dos mesmos componentes quando interagindo fora de sistemas vivos.
As trocas gasosas inerentes aos variados mecanismos respiratórios, a circulação de fluídos e a permeabilidade dos tecidos, a formação de estruturas rígidas (como ossos, conchas e carapaças) são exemplos conhecidos de fenômenos inerentes à grande variabilidade da vida na Terra, diretamente relacionados ao comportamento mecanico-elétrico-térmico-óptico dos materiais biológicos que os compõem1. Pela nomenclatura clássica de Ciência dos Materiais, materiais biológicos poderiam ser classificados como compósitos geleificados altamente hierarquizados.
