5 technieken die ontwerpers
kunnen leren van de natuur

1. Zelfreinigende lotusbladeren

Hoe komt het dat lotusbladeren uit zichzelf vuilafstotend zijn? Het antwoord ligt in de microstructuur van het oppervlak van de bladeren. Als je ze onder een microscoop bekijkt zie je hobbeltjes die te klein zijn om waterdruppels erop te laten hechten. Dankzij dit golvende oppervlak rust de druppel meer op lucht dan op het blad zelf, en kan hij nergens aan vast blijven kleven. Terwijl de waterdruppel naar beneden rolt neemt hij het vuil wat zich op het oppervlak bevindt mee.

Dit zelfreinigende effect wordt tegenwoordig toegepast in nieuwe verfsoorten. Een voorbeeld hiervan is onderstaand kantoorgebouw in Kroatië, ontworpen door Rusan Architektura. De parelwitte huid zal niet snel vies worden dankzij de toepassing van zelfreinigende verf.

Het kantoorgebouw van Lumenart is voorzien van zelfreinigende verf

2. De geruisloze vlucht van een uil

Het dagelijkse menu van een uil bestaat voor vier vijfde uit muizen. Om dat beweeglijke voedsel te kunnen vangen is het handig dat de prooi je niet hoort aankomen. Om het geluid van zijn vleugels te minimaliseren heeft een uil allerlei kleine haakjes aan de uiteinden van zijn veren. Deze oneffenheden zorgen voor minder luchtweerstand en ‘breken’ de geluidsgolven die normaliter door de verplaatsing van lucht worden gecreëerd.

Een toepassing in het dagelijks leven van deze techniek is de geluidsreductie van hogesnelheidstreinen. Bij snelheden hoger dan 200 km/h wordt meer geluidsoverlast geproduceerd door de verplaatsing van lucht dan het gedender van de wielen op de rails. De verbinding met de hoogspanningskabels – de stroomafnemer –  is hierbij één van de minst aerodynamische elementen. Door de vleugel van de uil te bestuderen en deze techniek met haakjes toe te passen hebben ingenieurs in Japan de geluidsproductie van de hogesnelheidstreinen weten te reduceren.

De stroomafnemer van een hogesnelheidstrein in Japan

3. De haakjes van klit

De klit is een plant die je in bermen en open plekken kunt vinden en staat erom bekend dat zijn kop aan kleding blijft hangen. Het idee voor klittenband ontstond toen de Zwitserse ingenieur Georges de Mestral zijn hond had uitgelaten en deze naderhand schoonmaakte van de klitbollen die eraan waren blijven hangen. Toen hij deze onder de microscoop legde ontdekte hij de haakjes die er voor zorgen dat het zo goed blijft plakken. Hij zag er een product in, patenteerde het en werd zo de schepper van het klittenband.

De plant klit en het daaruit ontstane klittenband

4. De drijfkracht van een waterlelie

De Victoria amazonica is een grote waterlelie met bladeren die wel drie meter in diameter kunnen worden. Deze Zuid-Amerikaanse waterplant heeft zulke sterke bladeren dat een kind zelfs op het drijvende blad kan gaan zitten. Die drijfkracht wordt gevormd door een fijnmazig netwerk van ribbes die vanuit het midden uitwaaieren. Deze ribben worden verbonden door onderlinge kleinere ribbes. Door de structuur van dit grid wordt lucht gevangen tussen het blad en het water, wat de lelie drijvend houdt.

De grote waterlelie inspireerde architect Vincent Callebaut om een cirkelvormige drijvende stad voor 50 000 inwoners te ontwerpen. Dé oplossing voor volkshuisvestingsproblemen bij een stijgende zeespiegel.

De Victoria amazonica en de drijvende stad

5. De sterkte van jouw botten

Botten uit het menselijk lichaam zijn waarschijnlijk zes keer zo sterk als staal. Mits de uitgeoefende kracht in de juiste richting wordt uitgeoefend, anders breken ze natuurlijk. Die sterkte is verbazingwekkend, want het skelet van een volwassen persoon weegt maar 4 tot 5 kilo.

Waar het menselijke skelet vooral goed in is, is het efficient omgaan met materiaal. Botten zijn zo gevormd dat al het overbodige materiaal wordt weggelaten, maar op de plekken waar vaak krachten op worden uitgeoefend zal het bot juist groeien. Mensen die bijvoorbeeld vaak hun kaakbeen belasten zullen een grotere kaak krijgen. Wil je een Arnold Schwarzenegger-look, dan is taaie kauwgom misschien een goed idee…

De Bone Chair van Joris Laarman

Inspiratieboek

Bovenstaande voorbeelden over de schoonheid van de natuur komen uit het boek Industry of Nature: Another Approach to Ecology. Het is geschreven door medewerkers van het Franse materialeninstituut Matério. De kern van het boek bestaat uit een 75-tal voorbeelden van technieken die we van de natuur kunnen leren. Een greep uit dit brede scala aan onderwerpen zijn, naast bovenstaande, bijvoorbeeld: de air-conditioning van een termieten heuvel, de sterkte van een spinnenweb, vliegtechniek, informatie-opslag en camouflage.

Deze inspiratie wordt voorafgegaan door een aantal artikelen waarin diverse experts op het gebied van biomimicry aan het woord komen. De rode draad in hun verhalen is dat we de natuur niet moeten domineren en uitpersen, maar juist respecteren en leren hoe zij de problemen oplost waar wij als mensheid tegenaan lopen. Ik heb er respect voor hoe deze mensen vol passie het beste voor mens en natuur nastreven. Eén van de geinterviewden, Janine Benhuys, verwoordt die passie als volgt:

Our apprenticeship to nature begins now, but it is a life-long process for every designer. There is so much to learn from the natural world! Part of the joy of my job is to watch people to be amazed, to fall in love, to realise that the universe is absolutely magical; it’s way beyond anybody’s science fiction fantasy, it’s better than that.

Voor mij als christen is dit boek een catalogus van alle geniale ideëen die God in zijn ontwerpen heeft gestopt. Ik heb er dan ook van genoten. De dieren- en plantenwereld zijn zó geraffineerd ontworpen om dat ik me kan blijven verbazen over alle ingenieuze details. Ik mag blij zijn als ik ooit een gebouw zal ontwerpen wat de compleetheid van een element uit de biologie kan evenaren.

Na het lezen van dit boek kun je onderstaand citaat van Leonardo da Vinci ter harte te nemen.

De tekst is ontworpen in het markante lettertype Galliard

Elk van de 75 technieken is voorzien van tekst...

... en schitterende illustraties, gemaakt door Dépli Design Studio

Welke voorbeelden uit de natuur inspireren jou?

Industry of Nature: Another Approach to Ecology; matério; Frame Publishers; 288 pagina’s gebonden; 49,90 euro.

Info

Dit artikel is op geschreven door in de categorie materiaal.

het op Twitter
Deel op Facebook

Eén reactie op 5 technieken die ontwerpers
kunnen leren van de natuur

  1. Beste Frank

    voor blob architectuur en in het algemeen “Nurbs modeling” is er een sketchup achtig maar zeer krachtig 3D programma op de markt gekomen, ontwikkeld door de maker van Rhinoceros. Meer informatie vindt je op http://www.moi3d.nl en daar is tevens een trial aan te vragen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *