Een Amerikaanse keversoort heeft zo’n stevig pantser dat je er met een auto overheen kunt rijden zonder dat het breekt. Bouwkundigen hopen dat het exoskelet van de Nosoderma diabolicum de weg wijst naar sterkere materialen.
‘Je kunt deze dingen overrijden met een auto en nog gaan ze niet dood’, zegt materiaalwetenschapper David Kisailus van de Universiteit van Californië. ‘We hebben met een Toyota, type sedan, over ze heen gereden. Ze overleefden het. Dat was best wel verrassend.’
Met zijn collega’s wilde Kisailus achterhalen wat deze diabolische schepsels praktisch onbreekbaar maakt. Ze verrichtten compressietests op het exoskelet van de kever. Ondertussen analyseerden ze het pantser onder een microscoop en met CT-scans.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
De onderzoekers ontdekten dat het exoskelet van de kever omringd wordt door ovalen jukachtige structuren. Samen met piepkleine, in elkaar grijpende bladen vormen die voegen tussen de twee segmenten van de voorvleugels van het exoskelet. Dat stelt de kever in staat om extreme druk te verdragen.
Vliegtuigen
Kisailus hoopt dat meer inzicht in het uitzonderlijk stevige pantser van de Nosoderma diabolicum bij zal dragen aan de ontwikkeling van sterkere onderdelen in bijvoorbeeld lichtgewicht vliegtuigen. Dat kan uiteindelijk leiden tot vliegtuigen die minder brandstof verbruiken en minder koolstofdioxide uitstoten. ‘We hoeven niet opnieuw het wiel uit te vinden, alleen maar uit te vogelen wat de natuur heeft gedaan’, zegt Kisailus.
Als test verbond zijn team een koolstofhoudend materiaal met een stuk metaal. Daarmee imiteerden ze de voegen in het exoskelet van de kever. Het nieuwe materiaal bleek ongeveer twee keer zo stevig als de standaardvoeg waarmee vergelijkbare onderdelen in een vliegtuig doorgaans worden verbonden.
Waarom?
‘In de bouw ontstaan bij veelgebruikte voegen tussen materialen vaak scheuren in de dunste plekken. Dat komt doordat de spanning zich daar ophoopt’, zegt materiaaldeskundige Po-Yu Chen van de Nationale Tsing Hua Universiteit in Taiwan. De piepkleine in elkaar grijpende bladen van de kever laten volgens hem een nieuwe manier zien om de stevigheid van een materiaal te verbeteren.
Waarom deze keversoort überhaupt zo’n stevig exoskelet heeft ontwikkeld, is nog een raadsel. Volgens Kisailus moet de diabolische kever zich vaak onder stenen en tussen boomschors persen. Er wordt namelijk op hem gejaagd door knaagdieren, vogels en hagedissen. ‘Misschien is hij simpelweg blootgesteld aan een gevaarlijkere omgeving dan andere kevers’, aldus Kisailus.
De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Nature.
