ezelspinguin

Superhydrofobe veren voorkomen dat een pinguïn die bij temperaturen van -40 een nat pak haalt, verandert in een ijsje.

Stel: het is -40 graden Celsius en de wind heeft een snelheid van zo’n 40 meter per seconde. Je ziet een wak en duikt erin, om er direct weer uit te klimmen. Wat gebeurt er? Dat is niet zo moeilijk: het water dat op je huid blijf hangen of in je kleren is getrokken, bevriest. Waarom overkomt dat pinguïns die dagelijks met dergelijke temperaturen en situaties te maken hebben, dan niet?

Twee factoren
Eindelijk zijn onderzoekers eruit! Ze bestudeerden de veren van pinguïns in detail en ontdekten dat de pinguïns eigenlijk dankzij twee factoren niet bevriezen. Allereerst bevatten hun veren heel kleine poriën waarin zich lucht verzamelt. Die poriën maken het oppervlak hydrofoob (waterafstotend). Daarnaast bevindt zich nabij de staart een klier die olie produceert. Die olie verspreiden de pinguïns over hun lichaam. De combinatie van die poriën en de olie maakt de veren superhydrofoob.

Koud versus warm

De onderzoekers bestudeerden de veren van de ezelspinguïn die onder meer op Antarctica leeft. Ook keken ze naar de veren van pinguïns die in warmere klimaten leven. De laatstgenoemde pinguïns bleken de kleine poriën te missen en ook was hun olie niet zo sterk waterafstotend als de olie van de pinguïns die in koude gebieden leven.

Grote druppels
Doordat het oppervlak van de pinguïn water afstoot, vormt het water grote vrijwel ronde druppels op het oppervlak. En juist die ronde vorm voorkomt dat de pinguïns bevriezen. Omdat de druppel weinig contact maakt met het oppervlak kan de warmte niet zo gemakkelijk uit de druppel wegstromen. “Je kunt de warmtestroming vergelijken met verkeer,” legt onderzoeker Pirouz Kavehpour uit. “Als je een snelweg hebt die uitmondt in een smalle tweebaansweg, dan hoopt het verkeer op. Zo stroomt ook warmte niet zo gemakkelijk weg van de grote dwarsdoorsnede van het midden van de druppel naar de kleine dwarsdoorsnede van de druppel op de plek waar deze contact maakt met de veer.”

Niet alleen biologen, maar ook luchtvaartmaatschappijen kunnen hun voordeel doen met deze bevindingen. Wanneer een vliegtuig in koude gebieden vliegt, kan op de vleugels en andere onderdelen ijs ontstaan dat de aerodynamische eigenschappen van het vliegtuig verandert en er zelfs voor kan zorgen dat een vliegtuig neerstort. Nu worden vleugels daarom behandeld met chemische stoffen, maar dat is duur en moet keer op keer herhaald worden. Superhydrofobe oppervlakken die geïnspireerd zijn op de pinguïn kunnen daar een einde aan maken; ze houden ijs langer op afstand, zijn minder belastend voor het milieu dan de chemische stoffen en mogelijk ook goedkoper. “Het is een beetje ironisch dat een vogel die niet kan vliegen op een dag vliegtuigen helpt om veiliger te vliegen.”