Smeermiddel voor de ruimtevaart afgekeken van supergladde hagedis


Foto: Wilfried Berns

De apotheker-skink dankt zijn naam aan de geneeskrachtige werking die de hagedis zou hebben voor allerhande kwalen. Het kleine reptiel is een Saharabewoner met bijzondere aanpassingen aan het leven op en vooral in het zand.

Om te schuilen voor de hitte en roofdieren wriemelt de hagedis zich in een recordtijd van een halve seconde onder het zand. Nog verbazingwekkender is dat het reptiel zich voor lange tijd en over grote afstanden onder het zand voortbeweegt. Hierbij graaft de skink geen tunnel, maar het dier drukt zijn poten tegen het lijf en kronkelt heen en weer. Het resultaat is een golvende beweging zoals die van een pootloze paling of slang.

Het dier beweegt zich ondergronds voort met een vaart van 10 centimeter, ofwel een keer zijn lichaamslengte, per seconde. Door de snelheid en manier van bewegen wordt het dicht op elkaar gedrukte zand vlak voor de gestroomlijnde kop van de skink minder compact. Het lossere zand gedraagt zich als een soort vloeistof, waardoor de hagedis als het ware door het zand zwemt. Zijn bijnaam is dan ook zandvis.

Het zandzwemmen vormt een inspiratiebron voor robots, die zich gemakkelijk een weg kunnen banen door puin en zand op zoek naar slachtoffers van bijvoorbeeld een aardbeving. Ook de geschubde huid van de skink trekt de aandacht. Zand geeft veel weerstand tijdens het bewegen en schuurt bovendien verschrikkelijk. Dus hoe voorkomt de hagedis dat hij na honderden meter ondergronds zwemmen bekaf is, rauwe schuurplekken oploopt en de vellen erbij hangen?

De glanzende huid is erg glad, veel gladder dan glas, teflon, nylon of gepolijst staal, en ondervindt minder wrijving dan deze materialen. Bovendien geven de schubben na een tijd zandstralen geen krimp. Dit in tegenstelling tot de andere materialen die door een dergelijke mishandeling ernstig slijten.

De wrijvingsarme en slijtvaste eigenschappen van de skinkhuid staat bekend als het zandviseffect. Hoe het precies werkt wordt steeds duidelijker. Waarschijnlijk draagt de chemische samenstelling van de huid, die uit bijzondere eiwitten bestaat, bij aan het effect. Daarnaast blijkt op microschaal de huid niet helemaal glad te zijn, maar in de breedterichting kleine richels met ‘nano-spikes’ te hebben. Daardoor doen de richels aan piepkleine haarkammen denken.

Zandkorrels passen niet tussen de richels en liggen dus op de spikes, wat wellicht de hechting met de ondergrond vermindert. Belangrijker is dat kleine kleideeltjes, die aan zandkorrels plakken en wel tussen de richels passen, zich niet aan de huid kunnen vastzetten. Dat zou de wrijving tussen de huid en het zand aanzienlijk verhogen. De micro-kammetjes schrapen de kleideeltjes van de zandkorrel af, waardoor de korrel gemakkelijker over de huid glijdt. Daarnaast dragen de spikes bij aan de ontlading van de elektrisch geladen kleideeltjes, waardoor de deeltjes zich niet elektrostatisch aan de huid kunnen hechten.

Het zandvis-effect heeft vele toepassingen. Het kan voorkómen dat suiker en andere korrelige materialen die door pijpen en apparaten worden getransporteerd, vastkoeken of slijtage veroorzaken. Daarnaast kan het gebouwen beschermen in streken waar regelmatig zandstormen woeden en verhinderen dat schurende korrels krassen maken op bijvoorbeeld beeldschermen.

Ook als het niet mogelijk is om een vloeibaar smeermiddel te gebruiken biedt het zandvis-effect uitkomst. Dit komt onder andere voor bij lagers en tandwielen in de ruimtevaart en, hoe kan het ook anders, een zandbord om van duinen in de woestijn af te glijden. Best wel zonde hoor, om de inspirerende apotheker-skink tot een al dan niet werkend medicinaal poeder te vermalen.


Foto: HTO

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 2 september 2016

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84