Biomimicry | Menselijke huid als paradigma

Trek lessen uit de natuur, hield Leonardo da Vinci zijn leerlingen voor. Het is een boodschap die ook vandaag nog weerklinkt op een moment dat biologen en ingenieurs beginnen samen te werken rond het ontwerpen van concepten om de problemen van de mens op te lossen. Ze baseren zich op de biomimicry, een nieuwe discipline die zoekt naar duurzame vernieuwingen door zich te laten inspireren door de natuur en deze meesterwerken te bestuderen.

De biomimicry komt voort uit de woorden ‘bios’, wat staat voor leven, en ‘mimesis’, wat nabootsen of imiteren betekent. Het is een poging om de genialiteit van de natuur en het leven te evenaren. De kern van het idee is dat de natuur uit noodzaak zeer verbeeldingsrijk is en reeds vele problemen opgelost heeft waar wij nog mee worstelen. Dieren, planten en microben zijn de volmaakte ingenieurs. Zij hebben reeds gevonden wat werkt, wat geschikt is en nog belangrijker, wat hier op aarde kan voortbestaan. De biomimicry revolutie leidt een tijperk in waarin de basis ligt wat wij van de natuur kunnen leren in tegenstelling tot de industriële revolutie.

Vragen kunnen beantwoord worden door de beste organismen in onze leefwereld na te bootsen. Hoe kunnen we zonne-energie absorberen zoals het plantenrijk dat doet, hoe kunnen we onze gebouwen ventileren zoals de termietenheuvels dat doen, hoe kunnen we voedsel laten groeien zoals een weiland, ceramiek opbouwen zoals een weekdier (schelpdier), ons zelf genezen zoals een chimp, berekenen zoals een cel en zaken doen zoals een notenbomen bos. “Het doen zoals de natuur het doet” heeft het potentieel om de manier te veranderen waarop wij zonne-energie oogsten, onze gebouwen ventileren, ons voedsel laten groeien, materialen vervaardigen, onszelf genezen, informatie opslaan en zaken doen. In een biomimetische wereld zouden wij dingen vervaardigen die na gebruik terug in de natuur kunnen worden opgenomen.

“Als de natuur een systeem zou creëren met de diensten en functies die wij verlangen, hoe zou zij het dan doen?”

Er is geen tekort aan informatie, zeker niet in een wereld met hooggeleerde specialisten op elk gebied. Internet en wereldwijde communicatiesystemen maken het gemakkelijker. Theoretische wetenschappers zijn bezig met het bestuderen van ontwerpen, processen en wetten van de natuur. Ons begrip van de natuurlijke wereld (biologische informatie) verdubbelt elke vijf jaar. De organismen hebben altijd gedaan wat wij van hen verwachtten, zonder aardolie te gebruiken, de planeet te verontreinigen of hun toekomst in het gedrang te brengen. Welke betere voorbeelden zijn er?

“Als het niet in de natuur gevonden kan worden, is er waarschijnlijk een goede reden voor het gebrek ervan. Natuurlijke selectie is wijsheid in actie”

Menselijke huid als paradigma

Wanneer gesproken wordt over de omhulling van het gebouw, en over de huid van het menselijk lichaam, is een parallel snel zichtbaar. De menselijke huid kan als paradigma aangewend worden ter inspiratie voor toekomstige gevels. Waarin de natuur ´highest tech´ dienst doet als grootste adviesorgaan en inspiratiebron.

De huid is niet het grootste maar wel het zwaarste orgaan van het menselijk lichaam. Het is een misvatting om te stellen dat de huid het grootste oppervlak beslaat, het oppervlak van de darmen is namelijk groter. Als je de huid van een volwassenen zou uitrollen dan krijg je een lap met een oppervlakte van ongeveer 1,7 m2. Het totale gewicht is ruim 3 kg.

De uitwendige huid van de mens is een orgaan met zeer veel functies. Ze omgeeft het lichaam als een beschermend omhulsel en grenst het af van de omgeving. Het beschermd tegen mechanische, chemische en thermische invloeden, tegen bacteriën en water. Naast de beschermende en afschermende functies kent de huid een aantal interessante nevenfuncties. De immuun competente cellen nemen deel aan de afweerprocessen, de huid is een immuun orgaan. Ze dient voor de temperatuurregeling met behulp van veranderlijke doorbloeding en vloeistofafgifte door huidklieren. De huid neemt deel aan de waterhuishouding, doordat ze enerzijds het lichaam tegen uitdroging behoedt en anderzijds door kliersecreten vloeistof en zouten afgeeft. De huid bezit nerveuze structuren, die haar tot een druk-, tast-, temperatuur en pijngevoelig orgaan maken. In de huid vindt ook synthese plaats van vitamine D onder invloed van zonlicht (UV straling). De huid werkt door blozen, verbleken, het opzetten van de haren tevens als communicatieorgaan.

De huid heeft ook een aantal nieuwe functies op zich genomen op sociaal gebied als we kijken in ons recente evolutionaire verleden. Onze huid reflecteert onze leeftijd, voorgeslacht, onze staat van gezondheid en onze culturele identiteit.

De structuur van de huid zit ingenieus in elkaar. Huidcellen zijn met elkaar verbonden via ‘celbruggetjes’. Via die bruggetjes kunnen binnen de huid nieuwe huidcellen vervoerd worden naar de plaats van bestemming. Gevaarlijke stoffen van buitenaf kunnen geen gebruik maken van deze bruggetjes, waardoor ze buiten ons lichaam blijven.

Het nabootsen van de huid van organismen zou ons een oplossing kunnen bieden met betrekking tot het functioneren van de huid van gebouwen. En mede dankzij de Nanotechnologie zijn we steeds beter in staat om dit op een zelfde schaal te doen. De technologische ontwikkelingen op dit gebied gaan razendsnel waardoor deze benadering niet langer buiten ons vakgebied blijft waarmee een soortgelijke huid voor gebouwen in zicht komt.

• Bron 1: Biomimicry, Innovation inspired by nature, J.M. Benys
• Bron 2: Atlas van de Anatomie | Inwendige organen
• Bron 3: SKIN a natural history

This entry was posted on vrijdag, maart 26th, 2010 at 15:42 and is filed under Artikelen, Publicaties. You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.