Van designmeubels tot auto’s: overal wordt de honingraat van bijen benut


Foto: Sean Hoyland

Honingbijen zijn wiskundig aangelegde krentenwegers. En ja, ze zijn ook bijzonder nijver. Voor vijfhonderd gram honing bezoeken de bijen gezamenlijk een kleine drie miljoen bloemen. Omgerekend vliegen ze daarbij twee keer de wereld rond. Ongeveer twaalf bijen hebben hun hele leven nodig om één theelepel honing te maken.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat bijen economisch omgaan met bijenwas. Deze was produceren ze namelijk via gespecialiseerde klieren uit hun door hard werken verkregen honingvoorraad. Om honderd gram bijenwas te maken, verbruiken de insecten zeshonderd tot achthonderd gram honing.

Bijen gebruiken dan ook een minimale hoeveelheid was tijdens de bouw van hun honingraten, de opslagkamers voor hun honing.

Stevigheid en stabiliteit

Honingraten bestaan uit gelijke, zeshoekige cellen. Het is wiskundig bewezen dat deze constructie materiaalzuiniger is dan een honingraat met bijvoorbeeld vierkante of driehoekige compartimenten. Bijen delen dus met wiskundige vaardigheid de ruimte in, in gelijkvormige cellen, gemaakt van de kleinste hoeveelheid bijenwas en met de grootst mogelijke inhoud (opslagruimte).

Bovendien geeft de zeshoekige honigraat ook de grootste stevigheid en stabiliteit met minimaal verbruik van materiaal. Een honingraat van twintig centimeter bij veertig centimeter is gemaakt van vijftig gram bijenwas en kan twee kilo honing bewaren, zonder dat de raat onder deze last ineenstort. Hierbij is het gewicht van de raat slechts 2,5 procent van de bewaarde honing.

Ook is een honingraat een staaltje precisiewerk. De wanden van een cel zijn minder dan 0,1 millimeter dik, met slechts marginale afwijkingen hiervan.

Designmeubels
Vanwege de combinatie licht en stevig wordt de honingraatstructuur overal toegepast in voorwerpen om ons heen. Meestal kunnen we haar niet zien doordat de structuur de kern vormt van een ‘sandwich’ en tussen twee platen verborgen zit.

Een honingraat-sandwich kan uit allerlei materiaal bestaan, zoals metaal, hout, fiberglas, koolstofvezel, papier, Kevlar of een combinatie van materialen (composiet).

De sandwich wordt veel toegepast in voertuigen om zo het gewicht en daarmee het brandstofverbruik te reduceren. Zo komt de sandwich voor in vleugels en rompen van (zweef)vliegtuigen, in het chassis en de deuren van auto’s, in de rotorbladen van helikopters en zelfs in ruimtevaartuigen.

In principe kan iemand zijn hele huis met honingraatstructuren bouwen en inrichten. Conventionele bakstenen zijn massief en onnodig zwaar. Ze kunnen een veel grotere belasting aan dan ze ooit in een woning te verduren krijgen. Een op de bijen geïnspireerde baksteen heeft een poreuze honingraatstructuur. Hierdoor is de steen veel lichter en bovendien goed isolerend vanwege de lucht in de hexagonale gaten. En voor de inrichting: een honingraat-sandwich van (gerecycled) papier vormt zeer stevig karton waar fraaie designmeubels van worden gemaakt.

Autobanden
Luidsprekers zijn gemaakt van een kegelvormig membraan dat door trillingen geluid overbrengt. Dit membraan is bij voorkeur stijf, om ongecontroleerde bewegingen te voorkomen, laag van gewicht zodat het gemakkelijk beweegt en snel dempt nadat een geluidsignaal stopt. In de praktijk is het lastig om alle drie de eigenschappen in één materiaal te vinden. Papier bijvoorbeeld is licht en meestal goed dempend, maar niet stijf; metaal kan stijf en licht te zijn, maar het heeft meestal een slechte demping. De oplossing? Een honingraat-sandwich van composietmateriaal.

Ook een bandenfabrikant gebruikt de structuur van de honingraat. Niet voor ‘lichtgewicht stevigheid’, maar als patroon voor het profiel voor een winterband. Ten opzichte van andere patronen heeft deze band veel meer grip bij sneeuw, ijs en regen. Ook hebben de banden minder last van aquaplaning en maken ze minder lawaai. Bovendien laten ze in de sneeuw een mooie afdruk achter.

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 4 juli 2017

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