Hoe kan je als Spiderman een gebouw opklimmen?

Hoe kan je als Spiderman een gebouw opklimmen?

Wetenschappers zijn slim, heel slim! Maar zijn ze ook even slim als de natuur? Feit is dat de natuur altijd de beste werkende mechanismen zoekt om te kunnen voortbestaan. En dat al sinds het ontstaan van de wereld 3,8 miljard jaar geleden.

Zo hebben sommige vogels in de loop der eeuwen grotere vleugels ontwikkeld, of hebben kikkers vliezen tussen hun tenen gekregen om beter te kunnen zwemmen.

En als de natuur al zo lang de beste oplossing vindt, waarom zouden de wetenschappers het dan beter weten? Veel wetenschappers durven al eens te spieken bij de natuur om te zien hoe die problemen oplost.

1. Spiderman is een gekko

Heb je al eens een kever ondersteboven zien hangen met een noot of bes op de rug? Ze kunnen tot 30 keer hun eigen gewicht dragen. Het zijn echt kleine krachtpatsers, sterker dan de mens.

Want als we dat omrekenen naar mensenkilo’s, zou dat wil zeggen dat jij 1.500 tot 1.800 kilo op je rug ondersteboven zou moeten blijven hangen… Maar wetenschappers willen het wel proberen. Ze zijn gaan spieken bij de gekko.gekko

Wat? Klimhulpstukken gebaseerd op het geheim van de gekko!

Als je een gekko onder een elektronenmicroscoop bekijkt, zie je dat ze bedekt zijn met miljoenen kleine haartjes. Elk haartje splitst daarbij zelf nog eens op in honderd kleinere haartjes. Als een gekko over een oppervlak loopt, levert dat dus honderden miljoenen kleine contactpuntjes op.

Dat zijn er zoveel dat de zwakke aantrekkingskracht tussen moleculen en atomen (de zogeheten VanderWaalskrachten) door die gigantische hoeveelheid aan contactpuntjes groot genoeg wordt om een gekko aan het plafond te laten hangen.

Dat hebben wetenschappers nagemaakt. Kijk maar eens naar het (Engels) filmpje. Op 3min30 gaat een volwassen man met zijn volledig gewicht aan een stuk 'Gekko-tape' hangen.

Natuurlijk kan je er meer mee dan enkel een muur beklimmen. Zo kan je bijvoorbeeld ook pleisters ontwikkelen die gemakkelijk van je huid loskomen.

2. Robots worden spermacel

Ooit al een micro-robot gezien? Hij is klein, héél klein. Kleiner dan 1 millimeter. In Zuid-Korea hebben ze er eentje ontwikkeld: een zespotige robot die klein genoeg is om door de aderen van een mens te gaan. De robot kan medicijnen op heel specifieke plaatsen in het lichaam brengen.

Eén ding: hoe beweegt de robot dan best? Daar bedachten onderzoekers van de Universiteit van Twente in Nederland iets op.

magentosperma

Ze keken naar hoe sperma zich voortbeweegt en ontwikkelden daaruit de MagnetoSperm: een robotje van 322 micrometer lang dat er net uitziet als een spermacel.

De kop van het robotje heeft een nikkel- en kobaltlaag waardoor het reageert op een magnetisch veld. Door het magnetische veld - ongeveer zo sterk als een koelkastmagneet - te wijzigen, beweegt de kop, waardoor de staart zwiept en de robot zich voortbeweegt.

En dat allemaal zonder extra stroom- of navigatiesystemen!

3. Lijmen als een mossel

Al geprobeerd om een levende mossel van een golfbreker te trekken? Wij wel, het lukte niet.mossel

De mosselen lijmen zich als het ware vast aan de stenen en blijven zelfs hangen wanneer er harde golven op hen inbeuken.

Dat is opmerkelijk, want de meeste lijmen die wij gebruiken op basis van stoffen zoals formaldehyde, lossen snel op in water. Als het mosselen wel lukt, dan moeten wij er toch ook iets op vinden, dachten wetenschappers.

Ze ontdekten dat de mossel de stof dihydroxyphenylalanine afscheidt. Die chemische stof vormt verbindingen met moleculen en metaalatomen die aanwezig zijn in het oppervlak van de meeste materialen.

Met die chemische stof in het achterhoofd ontwerpen ze nu nieuwe soorten lijm die ook onder water of op natte oppervlakten kunnen kleven.

Meer lezen (Engels): http://biomaterials.bme.northwestern.edu/mussel.asp 

Spiek zelf ook eens een keer (bij de natuur)

De natuur heeft natuurlijk nog veel meer oplossingen verzonnen. Zit je met een probleem en wil je weten hoe de natuur het aanpakt? Surf dan naar www.asknature.org. Daar kan je in de zoekbalk intikken 'How does nature...?'

Wat denk je bijvoorbeeld van verf gebaseerd op de huid van een haai? Met die verf kan de Amerikaanse marine tot 40 miljoen euro per jaar besparen omdat hun boten daardoor minder onderhoud nodig hebben en vlotter door het water klieven. 

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?