Olifanten gebruiken een slim systeem om koel te blijven. Hun huid inspireerde onderzoekers uit Singapore om tegels te maken die gebouwen fris houden.
Nee, de Aziatische olifant kom je in Singapore niet tegen, vertelt Hortense Le Ferrand van Nanyang Technological University. “Behalve dan in de zoo.” Een blik op Google Maps laat al snel zien dat de stadsstaat vooral bestaat uit bebouwing. Het is bepaald geen ideaal leefgebied voor een kudde olifanten. Toch leverden de dikhuiden inspiratie voor Le Ferrand en haar collega Anuj Jain van het bedrijf bioSEA voor een nieuw soort tegels. De tegels kunnen ervoor zorgen dat gebouwen minder heet worden.
Als we niet oppassen, zorgt het opwarmen van gebouwen ervoor dat de aarde nog sneller opwarmt. Om het binnen koel te houden, installeren we steeds meer airco’s, schrijven de onderzoekers. Die verbruiken een hoop energie en als die elektriciteit wordt opgewekt met bijvoorbeeld gas of kolen, dan zorgt het afkoelen van gebouwen voor het opwarmen van de planeet. Het zou dan ook slim zijn om te voorkomen dat het warm wordt binnen. Voor inspiratie kijken de onderzoekers naar de natuur. Hoe blijven dieren fris?
Koele rimpels en bobbels
In de Singapore Zoo is te zien dat olifanten een paar handige trucs gebruiken om oververhitting te voorkomen. Ze slurpen water op met hun slurf en spuiten het over zichzelf heen. Dat verfrist meteen en het verdampende water zorgt ervoor dat de dieren warmte kwijtraken, zoals wij dat doen door te zweten. Maar dat is niet alles. “Hun huid heeft rimpels en bobbels”, legt Le Ferrand uit. Die vergroten het huidoppervlak zodat de dieren hun warmte beter kwijt kunnen. Daarnaast hebben de schoonheidsfoutjes nog een paar belangrijke voordelen.
De rimpels in de huid van een olifant zorgen voor schaduw, vertelt Le Ferrand. Zo zijn er altijd groeven waar het minder warm is. De bobbels warmen meer op in de zon, maar door het temperatuurverschil tussen de bobbels en de groeven ontstaat er een luchtstroom. Ook dat briesje verfrist de huid. De hobbels blijken minder heet te worden dan een vergelijkbaar oppervlak zonder bobbels. Werkt dit eigenlijk ook bij oude gerimpelde mensen? “Ik weet niet of daar onderzoek naar gedaan is.”
Ook wanneer een olifant water op zijn grote lijf spuit, helpen de rimpels in de huid om extra af te koelen. De groeven vormen kanaaltjes waar het water doorheen stroomt. Het blijft daarin ook langer aanwezig dan wanneer het dier een strakke nectarinehuid zou hebben. “De huid kan meer water vasthouden en kan daardoor beter afkoelen”, zegt Le Ferrand. Haar collega Jain zag alles bij elkaar een paar goede redenen om eens te proberen om olifantenhuid na te maken.
Douchende gebouwen
De onderzoekers maakten digitale modellen om tot de perfecte rimpels en bobbels te komen. Vervolgens maakten ze gebobbelde tegels van beton. Die bleken bij tests inderdaad beter in staat om warmte te weerstaan dan vlakke betonnen tegels. “Het werkt vooral goed in gebieden waar het veel regent”, voegt Le Ferrand toe. Dan werkt het gebouw als een douchende olifant.
Het zou goed kunnen in het tropische Singapore, dat maar net ten noorden van de evenaar ligt. Het is er vaak warmer dan dertig graden en doordat het gebied sterk verstedelijkt is, is de hitte nog erger. De vele betonnen gebouwen houden veel warmte vast zodat het in de stad zomaar zeven graden warmer kan zijn dan daarbuiten. Er is dus veel winst te halen met gebouwen die uit zichzelf afkoelen. En het regent er vaak.
Om de milieuwinst nog groter te maken, zouden de onderzoekers liever geen beton willen gebruiken. Voor beton zijn namelijk veel grondstoffen nodig en het maken van beton geeft een grote uitstoot van broeikasgassen. De wetenschappers maakten tegels van klei, maar schakelden ook de hulp in van een schimmel. “We groeien de mycelium op bamboeresten”, vertelt Le Ferrand. Door de schimmel op te kweken in een mal die de vorm heeft van de uiteindelijke tegel, krijgt de schimmel vanzelf de goede vorm. “Het proces duurt ongeveer drie weken. We halen de schimmel uit de vorm. Daarna moet de tegel drogen waarbij de schimmel doodgaat en dan is de tegel klaar.”

De vele betonnen gebouwen in Singapore houden veel warmte vast zodat het in de stad zomaar zeven graden warmer kan zijn dan daarbuiten.
iStock, joytTegels breken af
Bij tests blijken de tegels die gemaakt zijn van mycelium nog beter te werken dan tegels van beton of klei. Het materiaal isoleert beter, legt Le Ferrand uit. Zo lukt het om op basis van restmateriaal een afbreekbare en verfrissende tegel te maken. “We hebben veel bamboe hier”, zegt Le Ferrand, “maar het kan ook met hennep of reststromen uit de rijstteelt.” Toch is er nog wel een probleem. Of eigenlijk twee. De tegels komen voorlopig nog uit het lab. Het proces moet opgeschaald worden. En ze zijn afbreekbaar, wat niet handig is voor gebruik in de stad. “We moeten nog een coating ontwikkelen.”
Misschien is het comfortabele gebouw van de toekomst niet strak en glad, maar gebobbeld en gegroefd, dankzij de huid van de olifant. Al moeten de onderzoekers dan wel nog flink opschalen. “Ik was al trots dat we genoeg tegels konden maken voor een testmuur hier op de universiteit”, vertelt Le Ferrand. Meestal maken wetenschappers alleen een paar prototypes, merkt ze op. Na een jaar zijn de tegels nog in prima staat. “Er zitten geen schimmels, planten of insecten op. En studenten vinden het fijn om de bobbels aan te raken.”
Dat is alleen wel te zien: hun vingerafdrukken blijven staan. De olifantentegels zijn dus nog niet klaar voor gebruik in de stad. Voorlopig hebben alleen de olifanten in de Singapore Zoo baat bij hun gegroefde en gebobbelde huid.
Goed afgekeken
Van haaienhuid tot vlindervleugels en van kiezelalgen tot sluipwespen: miljoenen jaren evolutie blijken een rijke inspiratiebron. Wat kunnen wij leren van dieren, planten en micro-organismen om de wereld slimmer, duurzamer en beter te ontwerpen?

