Biomimicry: de natuur als blauwdruk voor technologie
4 augustus 2016 -
De natuur is bijzonder inventief. Niet voor niets zijn dieren, planten en andere organismen een bron van inspiratie voor de wetenschap. Het nabootsen van de natuur wordt biomimicry genoemd. Dick Hissink van Dassault Systèmes geeft hieronder zeven voorbeelden van biomimicry.
Volgens Hissink is er geen twijfel over mogelijk: de mensheid kan veel leren van de natuur. "De wetenschap heeft door de jaren heen diverse termen bedacht die dit proces beschrijven. Vroeger spraken we bijvoorbeeld van bionica, biomimetica, design with nature en ecological design. Deze begrippen betekenen allemaal net iets anders, maar de rode draad is het bestuderen van de natuur om tot innovaties te komen."
Biomimicry is een samenstelling van de woorden bio (leven) en mimicry (imitatie). Het in 2006 opgerichte Biomimicry Institute definieert biomimicry als ‘het bedenken van duurzame oplossingen voor menselijke uitdagingen door bewezen succesvolle strategieën en patronen uit de natuur na te bootsen’. Duurzaamheid is een belangrijk streven van biomimicry. Het idee is dat de natuur per definitie duurzaam is.
Evolutie als innovatietool
Eigenlijk is het logisch. Al 3,8 miljard jaar verbetert de natuur zichzelf met behulp van de moeder aller innovatietools: de evolutie. Allerlei problemen waar wij mee worstelen, heeft de natuur al lang opgelost. Dieren, planten en microben zijn de perfecte ontwikkelaars. De mislukte projecten zijn uitgestorven en fossielen geworden. En de organismes die de tand des tijds hebben doorstaan, doen dus duidelijk iets goed.
"Biomimicry heeft de afgelopen decennia tot talloze nieuwe materialen, designs, processen en andere innovaties geleid. Vrijwel elke branche kan iets opsteken van de natuur," aldus Hissink." Hier zijn een paar mooie voorbeelden van technologie die we aan de natuur te danken hebben:
1. IJsvogel → Shinkansen Bullet Train
Telkens als de Japanse Shinkansen-hogesnelheidstrein uit een tunnel kwam, hoorden omwonenden een harde knal die werd veroorzaakt door drukgolven. Een ingenieur kreeg de opdracht om de geluidsoverlast te beperken en liet zich inspireren door de ijsvogel. Als deze vogel het water in vliegt om een prooi te vangen, spat het water nauwelijks op. Dat zit ‘m in de vorm van de snavel. De voorkant van de trein werd naar deze snavel gemodelleerd, waardoor het geknal nu tot het verleden behoort. Bijkomend voordeel: de trein gaat sneller en verbruikt minder energie.
2. Haai → Zwempakken, boten en ziekenhuizen
Haaien zijn pijlsnelle zwemmers, maar vreemd genoeg is hun huid allesbehalve glad. Er zitten microscopische kleine schubben met groeven in die ook wel ‘huidtanden’ worden genoemd. Deze zorgen ervoor dat een haai minder wrijvingsweerstand van het water ondervindt en dat algen zich niet goed kunnen hechten. Het nabootsen van haaienhuid heeft allerlei nuttige toepassingen. "De bekendste is het inmiddels verboden haaienpak voor zwemmers," legt Hissink uit. "Maar het principe leent zich ook voor efficiëntere boten en vliegtuigen en voor bacteriewerende oppervlakten in ziekenhuizen."
3. Termieten → Klimaatbeheersing gebouwen
Termietenheuvels bevinden zich op plekken waar het overdag snikheet is en het kwik ‘s nachts tot onder het vriespunt kan dalen. Toch blijft de temperatuur voor de bewoners vrijwel constant op zo’n 30 graden Celsius. Een architect bestudeerde de ‘schoorstenen’ en tunnels om te achterhalen hoe termieten dat doen. Hun ventilatiesysteem bleek ook geschikt voor onze gebouwen. Met de opgedane kennis ontwierp de architect het Eastgate Centre in Harare (Zimbabwe), dat voor klimaatbeheersing 90 procent minder energie verbruikt dan conventionele gebouwen.
4. Walvissen en vissen → Windturbines
Walvissen halen het maximale uit hun enorme lijf en dat is mede dankzij hun tuberkels. Deze knobbels aan de voorkant van hun vinnen genereren meer draagkracht en verminderen de weerstand. Dit concept maakt windmolens efficiënter, doordat de turbines al bij lagere windsnelheden draaien. Ook ventilatoren, propellers en vleugels van vliegtuigen worden beter door tuberkels. En wist u dat windmolens baat hebben bij elkaars luchtstromen als ze op de juiste manier staan opgesteld? Een wetenschapper kwam hierachter door draaikolken in scholen vissen te bestuderen.
5. Schimmel→ Piepschuimvervanger
Piepschuim wordt nog veel gebruikt, bijvoorbeeld als verpakkingsmateriaal en voor isolatie, maar het kent diverse grote nadelen. Hissink: "Het is moeilijk te recyclen en het productieproces is erg vervuilend." Het Amerikaanse bedrijf Ecovatice heeft daarom een milieuvriendelijk alternatief ontwikkeld: Myco foam. Dit spul maken ze van een combinatie van compost en de schimmel zwamvlok of mycelium. Myco foam kan zo’n beetje alles wat piepschuim kan en het is nog volledig biologisch afbreekbaar ook! Meubelgigant IKEA is al om.
6. Woestijnkever → Zelfvullende waterfles
De Namibische woestijnkever heeft geen oase nodig om aan water te komen. Dit insect onttrekt water uit de lucht door condens op te vangen met zijn rug. Er zitten bultjes op die bedekt zijn met een waslaagje – op de toppen na. Deze toppen zijn daardoor waterminnend, terwijl de rest waterafstotend is. Druppeltjes mist blijven plakken aan de toppen tot een druppel water ontstaat die zo zwaar is dat hij van het bultje afrolt. En voilà, de kever kan zijn dorst lessen. Dit dagelijkse ritueel bracht ontwerper Kitae Pak op het idee voor de Dew Bank Bottle, een zelfvullende waterfles.
7. Beerdiertjes → Betere vaccins
Beerdiertjes zijn bijna niet kapot te krijgen. Deze minuscule beestjes overleven onder de meest extreme omstandigheden, of ze nou worden blootgesteld aan hitte, koude, straling of zelfs het vacuüm van de ruimte. Hun geheim is cryptobiose, een soort schijndood. Ze verschrompelen dan en worden pas weer actief als ze in aanraking komen met water. Dit kan tot wel 120 jaar duren! "Op vergelijkbare wijze worden vaccins beschermd," legt Hissink uit. "Er gaan veel vaccins verloren omdat ze tijdens het transport een periode niet gekoeld zijn. Met een speciaal laagje is koeling niet meer nodig."
Opnieuw uitvinden
"Door de digitalisering zijn veel bedrijven genoodzaakt zichzelf en hun producten opnieuw uitvinden. Mijn advies aan deze organisaties? Kijk eens goed naar de natuur. Bovenstaande voorbeelden zijn slechts een greep uit duizenden succesverhalen. Werkelijk elke branche kan iets leren van de levende wereld om ons heen, van transport en energie tot IT en de medische wetenschap," zegt Hissink."Ik denk dat het belang van biomimicry alleen maar verder zal groeien, want deze eeuw moeten we alles in het werk stellen om een duurzame wereld te creëren voor onszelf en onze kinderen. Geen makkelijke opgave, maar het is absoluut mogelijk. Die duurzame wereld bestaat namelijk al. Als we leren van de natuur en deze koesteren, komen we al een heel eind."
