Miljarden jaren aan gratis innovatie

Biomimicry (biomimics - van het Griekse 'bios' (leven) en 'mimesis' (imitatie) is de wetenschap die staat voor leren van de natuur. In Nederland nog een relatief onbekend begrip, in het buitenland volop omarmd. Grote, mondiaal opererende bedrijven zoals Nike, HP, NASA, P & G en Johnson & Johnson zijn volle bak bezig met biomimicry. Ook de bouwwereld ontdekt moeder natuur als catalogus van proven technology. 

Bio eh? Bij Biomimicry gaat het er om wat we van de natuur kunnen leren. Waarom laten mieren zich nooit hinderen als hun route wordt geblokkeerd? En: hoe creëren vogelzwermen een continue flow? De antwoorden liggen in de natuur. Een aansprekend voorbeeld van biomimicry is de uitvinding van het klittenband. Klittenband is een uitvinding van Georges de Mestral. De Zwitser wandelde met zijn hond en verbaasde zich er over hoe moeilijk hij de klitten uit de vacht van zijn hond kreeg. Hij ontdekte dat klitten zijn overdekt met kleine haakjes, waarmee ze zich in kleding vastgrijpen. De Mestral zag de mogelijkheden en ontwikkelde het sluitingssysteem dat hij in 1951 in Zwitserland patenteerde. 

Vergeten

Biomimicry is geen nieuwe, maar meer een vergeten wetenschap. Er zijn talloze voorbeelden uit de geschiedenis waar de mens zich tot de natuur wendde voor inspiratie. De bekendste: Leonardo Da Vinci maakte al schetsen van vliegtuigen die geïnspireerd waren op de vleugels van een vogel. De benadering is toepasbaar in elke sector en branche. Een voorbeeld uit de voedingsindustrie: Morinaga Milk uit Tokyo brengt yoghurt op de markt. Het bedrijf kreeg veel klachten: de yoghurt bleef aan het deksel hangen en gebruikers kregen vieze handen bij het openen van het deksel. De natuur bracht uitkomst in de vorm van het Lotuseffect: het verschijnsel dat optreedt als water of vuil op het blad van een heilige lotus terechtkomt. Het blijft niet plakken, maar glijdt er mooi vanaf. Deze zelfreinigende eigenschap is te danken aan allemaal hele kleine bultjes op het blad. Morinaga Milk paste het toe in het product Toyal Lotus: een deksel waar geen yoghurt aan vast kleeft, maar er vanaf glijdt. 

Het Mexicaans bedrijf Freshdy is gespecialiseerd in het ontwikkelen van verpakkingen van onder andere fruit en groente. Zij bedachten dat deze producten zelf eigenlijk ook al een verpakking hebben, namelijk de schil van een aardappel of banaan. Onderzoek naar deze natuurlijke verpakkingsmaterialen resulteerde in microgeperforeerde lagen in de verpakking waardoor de producten beduidend langer houdbaar waren. 

Capaciteitsverhoging

Niet alleen op productniveau valt er te leren uit de natuur. “Het doel van biomimicry is om de genialiteit van de natuur in te zetten bij R&D processen en daarmee de transitie naar een circulaire economie te versnellen”, vertelt Els Martijn, directeur van het bedrijf Firm of The Future en een van de biomimicry-pioniers in ons land. “De natuur is niet gepatenteerd, dus je kunt bij wijze van spreken in je achtertuin inspiratie opdoen. Biomimicry is een model, een maatstaf en een mentor: een model omdat we van de natuurlijke processen kunnen leren, een maatstaf omdat we met de kennis van de natuur anders kunnen leren bouwen en een mentor omdat het ons kan begeleiden in veranderingsprocessen.”

Martijn verhaalt over een vraag vanuit een bedrijf in de voedingsindustrie. “Een grote jamfabrikant klopte bij ons aan omdat de maximale capaciteit van de productielijnen was bereikt. Met een kleine aanpassing aan de vulmachine, door gebruik te maken van de ijsvogelbek-vormgeving, kon de capaciteit nog met 15-20% worden verhoogd. De voorbeelden zijn eindeloos: door te kijken naar de routing die mieren hanteren, ze krioelen door elkaar maar raken elkaar nooit aan, kun je logistieke processen beter inrichten. We leven in een tijdperk van verandering. Experts stellen vast dat disruptie accelereert. En wie heeft het meest ervaring met verandering en disruptie? Juist, de natuur. Daarom is het voor bedrijven nuttig om door die bril naar innovatie te kijken. Komt bij dat je het wiel niet opnieuw hoeft uit te vinden, want het is er allemaal al. 

Moeder natuur als architect 

Ook in de bouw & architectuur kunnen we veel leren van de natuur en haar 3,8 miljard jaar ervaring in Research & Development en het arsenaal aan natuurlijke technieken. Moeder natuur blijkt een uitstekende architect: biomimicry leidt tot een andere manier van ontwerpen, het gebruik van niet conventionele bouwmaterialen (zoals zelfreinigend beton geïnspireerd op zelfreinigende planten). De bestaande bouwtechnieken kunnen niet tippen aan de natuur: immers de natuur gebruikt namelijk altijd minder of exact de hoeveelheid energie en materialen, beschikt over een ongekende gevoeligheid en nauwkeurigheid, optimaliseert moeiteloos verschillende functies tegelijk, werkt bij omgevingsdruk en –temperatuur, recyclet alle materialen en is bovendien de belangrijkste uitvinder van efficiëntie en duurzaamheid.

Termietenheuvel

Biomimicry kan zelfs de vorm van een gebouw bepalen en veranderen. In Nederland zijn daar nog geen voorbeelden van, elders in de wereld wel. Het Eastgate Centre in de Zimbabwaanse hoofdstad Harare is één van de bekendste voorbeelden van biomimcry in architectuur. Kantoorgebouwen in gebieden met warme klimaten gebruiken enorm veel energie voor koeling. Om dit energieverbruik drastisch in te perken, liet de architect zich inspireren door termietenheuvels: termieten slagen erin om in zeer warme gebieden complexen te ontwerpen die bijna het hele jaar door, dag en nacht, op dezelfde temperatuur blijven en waarin elke ruimte van een constante stroom verse lucht is voorzien. Het Eastgate Centre gebruikt door deze techniek slechts 10% van de energie dat een normaal kantoorgebouw van deze omvang zou gebruiken. Een ander voorbeeld: Dives in het Italiaanse Mericordia. Ook dit gebouw is een goed voorbeeld van het gebruik van bouwmaterialen geïnspireerd op de natuur. Het is opgetrokken uit een speciaal zelfreinigend beton geïnspireerd op zelfreinigende planten. Speciale deeltjes in het beton zorgen ervoor dat vuil dat neerslaat op het beton oxideert en gewoon weer wegwaait. Gevolg: het gebouw blijft mooi wit en energie-intensieve reinigingsproducten zijn overbodig. 

Proven technology

Als je ‘natuur’ zegt, waar denk je dan aan? Bos? Biologie? Pluizige beestjes? Waar je waarschijnlijk niet aan denkt is techniek, maar hoe gek het ook klinkt: de natuur zit er vol mee. In bijna 4 miljard jaar zijn fantastische biologische oplossingen ontstaan voor zaken als robotica, sensoren, hightech instrumenten, nanotechnologie, waterzuivering, plannen, samenwerken, enzovoort. Er zijn zelfs kevers die explosies gebruiken. Er ligt als het ware een catalogus van 'proven technology', waar we naar keuze uit kunnen selecteren en implementeren.

Beeld blad: ©GIROSCIENCE/SHUTTERSTOCK.COM, Beeld termietenheuvel: ©PIOTR GATLIK/SHUTTERSTOCK.COM