De glibberige bekerplant inspireert de ontwikkeling van laklagen


Foto: Badaruddin Hipni

Planten leven voor een groot deel van lucht (koolstofdioxide) en zonlicht. Daarnaast hebben ze nutriënten nodig, die ze uit de bodem halen. Stikstof is een essentieel mineraal dat in natuurlijke omstandigheden weinig beschikbaar is.

Dat is gek, omdat lucht voor bijna tachtig procent uit stikstofgas bestaat. De moleculen in het gas zijn echter moeilijk af te breken en planten kunnen er niets mee. Daarom moeten ze een list verzinnen.

Sommige planten hebben zich toegelegd op stikstofzuinigheid. Anderen zijn coalities aangegaan met gespecialiseerde bacteriën, die wel in staat zijn stikstofgas om te zetten in een voor planten bruikbare vorm. En nog anderen ontwikkelden een wel heel innovatieve oplossing: het zijn carnivoren.

Vleesetende planten komen voor op plekken waar de bodem buitengewoon arm is aan stikstof, zoals moerassen. Op het menu staan insecten en soms zelfs kleine amfibieën, reptielen en vogels, allemaal bomvol bruikbare stikstof. Aangezien planten weinig mobiel zijn, zit een sprintje trekken achter een prooi aan er niet in. Dus moet de prooi naar de plant worden gelokt.

De carnivore bekerplant is niet kieskeurig en beschikt over een ‘cafetaria’ met voor ieder wat wils. Voor liefhebbers van suiker biedt de plant nectar met de bijbehorende zoete geur. Prooien die van kadavers houden worden gelokt met een vleesrode kleur en het onweerstaanbare aroma van bederf.

Prooien vangen
Prooien lokken is niet genoeg, ze moeten ook worden gevangen. Zoals de naam doet vermoeden, zijn de vallen van de bekerplant circa 45 centimeter grote bekers, gemaakt van speciale bladeren. De bekers hebben een dikke, glibberige rand waar de insecten van af roetsjen en in een stroperige vloeistof onderin de beker belanden. Voor een insect is het welhaast onmogelijk om uit de stroop te ontsnappen. Mocht dat toch lukken, dan krijgt hij geen houvast op de gladde, met afbrokkelende was bezette wanden en is, kortom, hopeloos verloren. Het insect verdrinkt en de verteringssappen in de vloeistof zorgen ervoor dat de prooi eindigt als voedingsstoffen voor de plant.

De glibberigheid van de rand, waar de doem van het insect begint, komt op elegante wijze tot stand. De rand heeft een poreuze structuur en houdt een vloeistof vast met een teflonachtige samenstelling die zowel water als olie afstoot. De vloeistof vormt een dunne film over de rand. Daardoor ondervindt een insect dat op de vloeistoffilm landt een soort aquaplanning en wordt ‘onbestuurbaar’. Hoewel insecten met hun olieachtige plakvoeten over gladde, steile glaswanden en plafonds kunnen lopen, krijgen ze geen houvast op de spiegelgladde rand van de bekerplant.

In de industrie is behoefte aan omnifobe materialen die zowel water, olie als vuil afstoten. Denk aan het voorkomen van aangroei op schepen, het verminderen van weerstand in transportpijpen of het verhinderen van ijsafzetting.

De elegante oplossing van de bekerplantrand blijkt vrij eenvoudig na te maken, door een poreuze laag te doordrenken met een geschikt ‘glijmiddel’ dat een dunne film vormt over de onderlaag. Dit middel mag niet mengen met de af te stoten vloeistof. Ook moet de ondergrond een grotere affiniteit hebben voor het glijmiddel dan voor de af te stoten stof. Via een inmiddels gepatenteerd systeem is de juiste combinatie van ondergrond en glijmiddel op maat te maken.

Dit systeem heeft een bijkomend voordeel: een snee in een teflonpan vernielt de werking van de teflonlaag. De laag van de bekerplantoplossing bestaat niet uit een vaste stof, maar uit een vloeistof. Een beschadiging in de film wordt ‘vloeiend’ opgevuld en dat maakt dit materiaal niet alleen superglad, maar ook zelfhelend.


Foto: Tak-Sing Wong et al

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 26 september 2017

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