Biomimicry gebruikt natuur voor nieuwe technieken
Kan de natuur ons helpen om oplossingen te vinden voor duurzaamheidsproblemen? Op dit moment horen we niet anders dan dat de natuur hersteld moet worden. Echt slimme ideeën liggen in de schepping opgeslagen. Er is een wetenschap die ontwerpers inzicht geeft om inspiratie op te kunnen doen in de natuur, waar regelmatig oplossingen voor het grijpen liggen.
De natuur herbergt als het ware een complete apotheek. Meer dan 70.000 plantsoorten worden gebruikt in traditionele en moderne medicijnen. De natuur levert ons voedsel. Bijen en andere insecten hebben een belangrijke rol bij de bestuiving van voedselgewassen. De natuur levert een grote rijkdom in bijvoorbeeld de schoonheid van bloemen of de verenpracht van een mannetjespauw. De luchtzuiverende kracht van planten en de positieve invloed van de natuur op de gezondheid is ruimschoots bewezen. Dat laat zich niet in geld uitdrukken.
De natuur geeft echter ook veel inspiratie om nieuwe technieken te ontwikkelen. Biomimicry is het vakgebied dat bewezen slimheid in de biologische organismen en processen in de natuur opspoort en vertaalt naar technische innovaties voor onze eigen menselijke economie en samenleving. ”Bio” betekent leven en ”mimicry” betekent nabootsing. De term werd voor het eerst gebruikt door Janine Benyus, in haar boek ”Biomimicry, innovation inspired by nature” (1997). Het gaat hierbij nadrukkelijk om het leren van en het navolgen van het vernuft en de vindingrijkheid van de natuur. Een van de bekendste voorbeelden is klittenband. De Zwitser Georges de Mestral vroeg zich in 1941 af waardoor de zaadbollen van de plant klis zo moeilijk uit kleding te verwijderen waren. Hij ontdekte dat klitten overdekt waren met kleine haakjes, waarmee ze zich in kleding vastgrepen. Hij ontwikkelde op basis hiervan het klittenband. De snelle duikvlucht van de blauwe ijsvogel was voor Japanse ingenieurs aanleiding om de kogeltrein te ontwikkelen.
In de medische wereld is het de vraag hoe je naalden gebruikt om medicijnen in te brengen of een biopt af te nemen en hierbij zo dicht mogelijk bij het doel te komen, zonder omliggende weefsels zoals bloedvaten en zenuwen te beschadigen. De Wageningen Universiteit onderzocht hierop hoe sluipwespen hun ultradunne legboren inbrengen in een harde ondergrond zonder deze te beschadigen. Zij ontwikkelden een prototype van een ultradunne (0,4 mm), zelfaangedreven en stuurbare naald die via een meervoudig zelfstandig bewegend element naar een specifieke locatie kan worden gedirigeerd.
Ooit geprobeerd een vlieg dood te slaan? De zeer snelle insecten gebruiken hun zintuigen en daarnaast een ingenieus ontwikkeld vliegsysteem. De insecten sturen door minuscule aanpassingen in het bewegingspatroon van hun snel klapperende vleugels. Door deze vluchtdynamiek te bestuderen, hebben Wageningse en Delftse academici een kleine, bijzonder wendbare drone met klapperende vleugels kunnen ontwikkelen.
Een volgend bekend voorbeeld zijn de tenen van de gekko (kleine groene hagedis). Elke teen bevat ongeveer een miljoen kleine haartjes die zeer veel kleine kleverige punten hebben. Ze helpen het reptiel te klimmen en zich vast te klampen aan muren, plantenstengels en rotsrichels. Dit leidde tot de zogeheten ”gekkotechnologie”. Die leverde nieuwe manieren op van onderwaterlijmen, veiligheidsschoenen, klimhandschoenen, medische apparatuur, robotica en autobanden, en natuurlijk het gekkoplakband.
En dan is er nog het zogenaamde lotuseffect. De knobbelige lotusbladeren bezitten een soort waslaag met een enorm waterafstotend vermogen. Waterdruppels stromen van het blad af en de ontdekking was dat zo ook eventuele verontreinigingen verdwijnen. Een soort zelfreinigend vermogen dus. Naar dit voorbeeld hebben onderzoekers manieren gevonden om dit effect na te bootsen op oppervlaktes van kunststoffen en metalen. Een mogelijke toepassing is dat in de toekomst ruitenwissers wellicht niet meer nodig zijn en we nogal veel schoon water besparen in bijvoorbeeld autowasstraten. Ook is het mogelijk om autolak (pigmenten met zware milieuvervuilende metalen) te vervangen door kleurstructuren waarmee de kolibrie en de pauw hun kleuren prijsgeven. Zij hebben namelijk geen pigment in hun veren, maar een bijzondere, gelaagde verenstructuur. Die veren verstrooien het witte licht tot de prachtigste kleuren.
Zo worden biologie en ondernemerschap gecombineerd bij het uitdagen van ons denken om te leren van de grote wijsheid die in onze schepping neergelegd is.
De auteur werkt bij de CHE en Nyenrode Business Universiteit.