De natuur vormt vaak een bron van inspiratie voor innovatie. De volgende weken ga ik hier graag wat dieper op in aan de hand van een aantal voorbeelden. Deze week: ‘Supermaterialen uit de keuken van Moeder natuur’.

Supermaterialen uit de keuken van Moeder natuur

Een oppervlak dat beter plakt dan welke lijm dan ook… Draden sterker dan staal… glasvezels waar je een knoop in kunt leggen… De natuur heeft het allemaal!

Gekko

Sommige biomimetische ontwerpen zijn wèl hard op weg de natuur te evenaren. Zo werken meerdere laboratoria aan plakband dat net zo werkt als de pootjes van een gekko. Gekko’s overtreffen alle andere dieren in het lopen over gladde oppervlakken. Ze kunnen met een meter per seconde een verticale glasplaat oplopen. Moeiteloos rennen ze ondersteboven langs het plafond en ze kunnen zelfs aan één teen blijven hangen. Die gave dankt een gekko niet aan zuignapjes, noch aan weerhaakjes of aan bolletjes lijm, zoals voorheen werd gedacht. Gekkopootjes zijn bedekt met honderdduizenden kleine haartjes van 100 micrometer doorsnede. Met één miljoen gekkohaartjes kun je een flinke kleuter optillen en een gekko heeft er zelfs twee miljoen op zijn poten. Dit alles biedt natuurlijk geweldige mogelijkheden, denk maar aan supersterk, herbruikbaar plakband, klimhandschoenen, autobanden, robots die tegen een muur op kunnen lopen,..

Het lotus-effect

Ook het lotus-effect is een veelgenoemd biomimicry voorbeeld. Het liefst groeit de lotus op een bodem van modder en slijk. Toch kijkt de plant smetteloos uit over het oppervlak van de modderpoel. Hoe vies de omgeving ook is, vuil en smeer krijgen gewoonweg geen kans om zich vast te hechten aan de bladeren. Met elke regenbui spoelen ze er weer van af. Zelfs water kan geen grip op de lotus krijgen. De bladeren van de lotus zijn zó waterafstotend, dat een druppel er onder zijn eigen gewicht vanaf rolt, zonder een spoor na te laten.

Hoe de lotus dat precies voor elkaar krijgt, is nog niet zo lang bekend. Halverwege de jaren negentig maakte de Duitse plantenkundige Wilhelm Barthlott bekend dat de plant zijn zuiverheid dankt aan een enorm ruw oppervlak. De lotus bleek bezaaid met onzichtbaar kleine nopjes, die als een speldenkussen het bladoppervlak bedekken. Ook de nopjes zijn op hun beurt allesbehalve glad. Ze zijn bezaaid met waterafstotende kristallen, gemaakt van een soort was. Van nature is was al waterafstotend, maar de overvloed aan waskristallen maken een lotusblad ‘extreem waterafstotend’. Om een lotusblad schoon en smetvrij te maken, heb je dus alleen water nodig. Juist dit kenmerk maakt de lotus commercieel interessant!
De eerste producten met dit zogeheten ‘lotus-effect’ zijn al verkrijgbaar, zoals een muurverf speciaal voor gevels-lotusan genaamd. Gevelreiniging kun je dan aan de natuur overlaten. Een flinke regenbui spoelt alles schoon.

Industriële toepassingen lotus-effect

Het chemiebedrijf BASF ontwikkelde een spray met het lotus-effect. Al spuitend zijn hiermee de meest uiteenlopende voorwerpen water- en vuilafstotend te maken. Verschillende glasfabrikanten maken lotusruiten en -glasplaten . Voor hoge gebouwen kunnen zulke ruiten erg handig zijn, omdat ze dure glazenwassers overbodig maken. In dezelfde lijn wordt gewerkt aan zelfreinigende zonnecollectoren, douchecabines en broeikassen. Ook autofabrikanten willen aan de slag met het lotuseffect, om hun wagens in de toekomst smetvrij te maken. Het lotus-effect heeft -voorlopig- echter niet het eeuwige leven. Na verloop van tijd zal het oppervlak aftakelen en minder goed gaan werken, zodat vuil zich alsnog kan ophopen. De lotusplant zelf lost dit op door voortdurend nieuwe waskristallen aan te maken. Materialen die voorzien zijn van het lotus-effect kunnen dit niet, en hebben dus onderhoud nodig.

Volgende week nog meer supermaterialen uit de keuken van moeder natuur.

Tweet

0