Naar de content

Haaienhuid als inspiratiebron

Gerald Schömbs via Unsplash

Wat kunnen innovatiewetenschappers leren van de natuur? Deze vraag staat centraal in de studie van biomimicry. Deze week: hoe wetenschappers haaienhuid gebruiken als inspiratie voor antibacterieel wondverband.

8 april 2022

Scherpe tanden. Grote rugvin. Kille ogen. Waarschijnlijk zijn dit je eerste associaties met haaien. Toch zijn dit niet de eigenschappen waar wetenschappers al twee decennia onderzoek naar doen. Volgens hen zit het bijzondere van de haai in hun huid. Geïnspireerd door haaienhuid hebben de onderzoekers bacterieresistent materiaal ontwikkeld.

Haaien hebben een ruwe huid, die bestaat uit zeer kleine schubben. Op deze mini-schubben bevinden zich nog kleinere groeven en uitstulpingen die aan elkaar verbonden zijn en zo een patroon vormen. Deze structuur maakt de huid extreem waterafstotend. Dit heeft een voordeel voor de haaien: ze ervaren minder weerstand in het water en kunnen daardoor grote snelheden bereiken.

De patronen op de huid van haaien hebben nog een tweede voordeel. Die werken namelijk ook bacterieafstotend, doordat bacteriën zich niet aan de ruwe huid kunnen hechten. Dit bood inspiratie voor de onderzoekers. Door de minuscule huidstructuur van haaien te kopiëren, wilden ze materiaal creëren met dezelfde antibacteriële eigenschappen.

Microscopisch detail van een haaienhuid die de afzonderlijke geribbelde schubben toont waar de haaienhuid uit bestaat.

De kleine schubben met het patroon van groeven en uitstulpingen op de huid van een haai. Het patroon is soort-specifiek, en is ook net anders op verschillende delen van de haai.

 Li Wen, Journal of Experimental Biology.

Toepassingen

Het bleek een groot succes: het patroon weert ook bacteriën op kunstmatig materiaal. Dit kan veel toepassingen hebben in de medische wereld, bijvoorbeeld voor wondverband, infusen, en katheters. Het bedrijf Sharklet heeft al meerdere producten gemaakt op basis van deze techniek en momenteel onderzoeken wetenschappers andere mogelijke toepassingen. Zo bevordert het wondverband met het haaienpatroon ook het dichtgroeien van een wond. Ondanks dat men al twintig jaar onderzoek doet naar de huid van haaien, worden de mogelijkheden hiervan pas net zichtbaar.

De natuur gebruiken als inspiratiebron voor technologische ontwikkelingen, zoals bij deze haaienhuid het geval is, heet biomimicry. Evolutie heeft vier miljard jaar de tijd gehad om oplossingen voor problemen te vinden, stellen biomimetici, dus kunnen wij daar nog veel van leren. De haai is dus niet het enige wezen dat wetenschappers kan inspireren tot nieuwe ontwikkelingen en het roept de vraag op wat we nog meer kunnen leren van de natuur.

Bronnen
  • Lin, Y. T., Ting, Y. S., Chen, B. Y., Cheng, Y. W., & Liu, T. Y. (2020). Bionic shark skin replica and zwitterionic polymer brushes functionalized PDMS membrane for anti-fouling and wound dressing applications. Surface and Coatings Technology, 391, 125663.
  • Rostami, S., & Garipcan, B. (2022). The evolution of anti-bacterial and anti-biofouling properties of sharkskin patterned surfaces. Surface Innovations, 1-18.
  • Sharklet Technologies, Inc. Sharkskin Wound Dressing
  • Wen L, Weaver JC and Lauder GV (2014) Biomimetic shark skin: design, fabrication and hydrodynamic function. Journal of Experimental Biology 217(10): 1656–1666, DOI.
ReactiesReageer
Serie: Goed afgekeken
Huidige publicatie