Hoe kunnen spechten ervoor zorgen dat zwarte dozen in de toekomst beter beschermd worden en hoe kunnen haaien onze ziekenhuizen proper houden? Dat zijn vragen waar de biomimetica, de wetenschap die uitvindingen baseert op de eigenschappen van dieren en planten, een antwoord op zoekt. Deze 10 straffe uitvindingen bewijzen alvast dat we nog heel veel kunnen leren van de natuur.

1. Velcro

Velcro, of klittenband, is waarschijnlijk de bekendste en meest gebruikte uitvinding die op biomimetica is gebaseerd. Je vindt het werkelijk overal: van sportschoenen en rugzakken tot zelfs in de ruimte, waar NASA velcro gebruikt om te voorkomen dat alles begint rond te zweven.

De Zwitser Georges de Mestral verbaasde zich na een wandeling over het feit dat klitten zo makkelijk en hardnekkig in de vacht van zijn hond bleven hangen. Toen hij een klit onder de microscoop legde, zag hij hoe kleine haakjes simpelweg achter kleine lusjes in de vacht haakten. In 1952 kwam de Mestral na enkele jaren van onderzoek en ontwikkeling uiteindelijk op de proppen met velcro.

2. Shinkansen bullet train

Je kent ze wel, de iconische witte hogesnelheidstreinen in Japan. Deze treinen halen topsnelheden van 320 km/h, maar het oorspronkelijke design van de bullet train zorgde voor heel wat overlast. Bij het uitrijden van een tunnel – zoals er een pak zijn in Japan – ontstond er telkens een supersonische knal. Oorzaak? De kenmerkende kogelvormige neus van de trein.

De oplossing werd gevonden bij de ijsvogel. Als deze viseter in het water duikt, maakt hij amper rimpelingen op het wateroppervlak. Als de vogel het water raakt, krijgt hij met meer weerstand te maken. Hetzelfde principe geldt eigenlijk voor de trein als hij een tunnel uitrijdt. Vandaar dat de Shinkansen nu dus een lange, scherpe neus hebben.

Naast minder hoofdpijn door supersonische knallen, blijkt de aanpassing nog andere voordelen te hebben. Zo verbruikt de trein met zijn nieuwe neus 15 procent minder elektriciteit terwijl hij 10 procent sneller kan rijden.

3. Schokdempers

Spechten kunnen tot 22 keer per seconde tegen een boom hameren, daarbij krijgen ze G-krachten van ongeveer 1.200 G te verwerken. Indrukwekkend, zeker als je weet dat een mens bij G-krachten tussen 80 en 100 G al een hersenschudding kan oplopen.

Uit onderzoek blijkt dat 4 elementen in de kop van de specht ervoor zorgen dat het dier geen hersenschade oploopt. Ze hebben een sterke maar flexibele snavel, ruimte voor vocht tussen de schedel en de hersenen, een sponzige botstructuur en een speciaal tongbeen dat de schokken dempt.

Aan de hand van deze studie hebben onderzoekers een nieuwe generatie van schokdempers ontwikkeld. De nieuwe schokdempers kunnen schokken van maar liefst 60.000 G weerstaan en komen vooral van pas binnen de luchtvaart. Daar worden ze gebruikt om belangrijke onderdelen zoals de vluchtrecorders en de zwarte dozen te beschermen in het geval van een crash.

4. Propere ziekenhuizen

Haaien en ziekenhuizen, op het eerste gezicht lijkt er absoluut geen verband te bestaan. Toch is het dankzij de machtigste roofdieren van de oceaan dat er in de toekomst veel minder bacteriële infecties in onze ziekenhuizen zullen voorkomen. Haaien blijken een speciaal patroon op hun huid te hebben, waardoor bacteriën de kans niet krijgen om zich vast te hechten aan de haai. Het Amerikaanse Sharklet Technologies ontwikkelt momenteel een soort folie waarop het patroon geprint wordt. Die folie kan in plaatsen zoals ziekenhuizen of openbare toiletten gebruikt worden om ervoor te zorgen dat bacteriën zich niet aan de vloer kunnen vasthechten en zich dus ook niet kunnen voortplanten en verspreiden.

5. Bionische auto

In 2005 hadden ze bij Mercedes-Benz ook het idee om zich te laten inspireren door de natuur. De carrosserie van de Bionic Car is gebaseerd op de vorm van de koffervis. Tijdens tests bleek dat de wagen, dankzij zijn aerodynamische vorm, met maar liefst 65 procent minder luchtweerstand te maken kreeg dan andere wagens van dezelfde grootte.

Ook op het gebied van brandstofverbruik werden er positieve resultaten genoteerd. Aan een constante snelheid van 90 km/h verbruikte de wagen 2,8 liter per 100 kilometer. Ondanks de goede resultaten bleef het wel bij één exemplaar, misschien maar goed ook, want eerlijk, zou jij met dat spuuglelijke ding willen rondrijden?

6. Eastgate Centre

Het Eastgate Centre in Harare, Zimbabwe, is een van de beste voorbeelden van hoe biomimetica ook in architectuur van pas kan komen. De airconditioning van het gebouw is geïnspireerd op de manier waarop termieten hun termietenheuvels koel houden. Termieten slagen er immers in om de temperatuur in hun nesten voortdurend op hetzelfde peil te houden, ook al schommelt de temperatuur buiten tussen de 3°C en 42°C.

Door dit in het Eastgate Centre toe te passen, gaat er nu 90 procent minder energie naar de ventilatiesystemen in het gebouw. Het gebouw heeft enkele schoorstenen die ’s nachts vanzelf koude lucht naar binnen zuigen. Die lucht wordt dan opgeslagen onder de vloerplaten van de kantoren, waardoor die overdag aangenaam verfrist worden.

7. Vogelvriendelijk glas

Ooit al eens een vogel tegen je raam zien vliegen? Dan zal je je ongetwijfeld wel eventjes slecht gevoeld hebben voor dat beestje. Het Duitse bedrijf Arnold Glas heeft dankzij de biomimetica een oplossing voor dit probleem gevonden: ‘Ornilux‘.

In deze ramen zit een patroon waarop een speciale coating is aangebracht. Die coating weerkaatst UV-stralen die door de vogels gezien kunnen worden waardoor ze dus weten dat er een raam is. Spinnen gebruiken dezelfde techniek om te voorkomen dat vogels door hun spinnenwebben vliegen. Handig dus als je wilt voorkomen dat vogels zich te pletter vliegen tegen je ramen.

8. Stillere ventilatoren

Klinkt de koeling van je pc ook soms als een stofzuiger? Dan is de volgende uitvinding zeker iets voor jou. Bij Ziehl-Abegg hebben ze een manier gevonden om ventilatoren stiller en efficiënter te laten draaien. Daarvoor baseerden ze zich op de stilste jager van het luchtruim: de uil.

De veren van de uil hebben een speciale, gezaagde rand. Die rand zorgt ervoor dat de turbulentie die tijdens het vliegen ontstaat, in kleinere wervelingen verspreid wordt. Turbulentie zorgt voor het typische zoevende geluid dat je normaal hoort als er een vogel naast je door vliegt. Hoe kleiner de turbulentie, hoe minder geluid en dat is net het wapen van de geruisloze uil.

9. Efficiëntere windturbines

Haaien zijn niet de enige zeedieren die ons helpen met innoveren. Het Canadese WhalePower ontwikkelt windmolens die efficiënter kunnen draaien dankzij speciale rotorbladen. Die zijn geïnspireerd op de vorm van de buikvinnen van bultruggen. De buikvin van een bultrug heeft allemaal kleine bulten die ervoor zorgen dat het dier minder weerstand ondervind tijdens het zwemmen. Windmolens waarvan de rotorbladen ook zo’n bulten hebben, kunnen veel gemakkelijker draaien bij lage windsnelheden en dus kunnen ze meer elektriciteit opwekken.

10. Vuilafstotende verf

De lotus wordt in Azië niet voor niets als symbool voor zuiverheid gezien. De bloem komt vooral voor in modderige gebieden, maar toch blijven de blaadjes vlekkeloos. De oppervlakte van het blad ziet er voor het menselijke oog helemaal vlak uit, maar onder de microscoop kan je zien dat de plant eigenlijk helemaal bezaaid is met kleine nopjes.

Die ruwe structuur zorgt ervoor dat stofdeeltjes en vuil zich niet aan het blad kunnen vasthechten. Water dat over het blad rolt, kan op die manier alle losse stofdeeltjes wegspoelen. Lotusan, een verfsoort die gebruikt wordt om buitenmuren te verven, imiteert de zelfreinigende eigenschap van de lotusbloem. Gedaan dus met de gevel proper te schrobben.