Amerikaanse ingenieurs hebben in samenwerking met zeebiologen een zuignap ontwikkeld die zowel in het water als op het droge werkt en die zich aan allerlei soorten oppervlakken kan hechten. Hun inspiratie vonden ze in de natuur.
De innovatieve zuignap, slechts 2 gram zwaar, kan honderden keren zijn eigen gewicht tillen. Toepassingen zien de makers in een hele reeks sectoren, van productielijnen tot de verpakkingsindustrie. Robotgrijpers zouden ermee kunnen worden voorzien, maar ook bij onderwater- en archeologisch onderzoek zouden ze van pas komen, om kwetsbare objecten op te pikken, schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Bioinspiration and Biomimetics.
De makers waren erop uit een nieuwe technologie te ontwikkelen die geschikt is voor het voorzichtig oppakken en verplaatsen van breekbare voorwerpen. Ze kwamen al snel uit bij een voorbeeld uit de natuur: de schildvis Gobiesox maeandricus. Die heeft op zijn buik een enorme zuignap waarmee hij tot 230 keer zijn eigen gewicht kan tillen, met name voorwerpen met een ruw oppervlak.
Siliconenlaag
G. maeandricus leeft in het intergetijdengebied, dat droog valt bij eb en bij vloed onder water loopt. Schildvissen gebruiken hun zuignap om zich aan rotsen, zeegras en algen vast te hechten. Zo voorkomen ze dat ze worden weggespoeld door hevige golfslag.
Onderzoeksleider Jessica Sandoval ontdekte dat de bijzondere zuigkracht van de vis schuilt in rijen met zeshoekige papillen die zijn bedekt met microscopische vezeltjes. Om dat na te bootsen, voorzagen de ingenieurs een zuignap van een extra, zachte siliconenlaag met kleine inkepingen.
Het resultaat bleek verbluffend: ineens bleek de zuignap voorwerpen met een ruw oppervlak veel beter te kunnen oppakken. Ook ongelijkmatig gevormde objecten bleken veel beter te kunnen worden opgepakt met de aangepaste zuignap.
Multitool
De onderzoekers testten de nieuwe zuignap op tal van materialen, van stenen tot groente tot schuurpapier, zowel in het water als erbuiten.
Ze grepen vazen en zeeschelpen, maar ook aardbeien en kersen, zonder ze te beschadigen. Bevestigd aan een robotarm kon de zuignap zelfs een rauw ei zonder problemen verplaatsen.
Onderwateronderzoek
'Plakkracht komt in vele soorten en maten', zegt hoogleraar robotica Mike Tolley, verbonden aan de Jacobs School of Engineering van de University of California (San Diego) en coauteur van de publicatie. 'Maar het werkt meestal alleen bij natte oppervlakken, of juist enkel bij droge. Ruwe oppervlakken zorgen bovendien altijd voor problemen. Maar onze zuignap kan alles.'
De zuignap kan een voorwerp dat 350 keer zwaarder is dan de zuignap zelf tot zes uur lang vasthouden. Ideaal voor het oppakken en vasthouden van monsters tijdens onderwateronderzoek, aldus de onderzoekers.
Foto's: University of California, San Diego
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.