Wimpers beschermen onze ogen niet alleen tegen stof, ze blijken ook bijzonder goed te zijn in het afvoeren van water. Daardoor blijven we helder zien.
De mens is in de loop van de evolutie veel lichaamshaar verloren. Het kleine beetje haar dat we nog hebben, houdt ons flink bezig. We besteden uren aan onze kapsels en/of baarden, we scheren haar op ongewenste plekken weg en we pronken juist met andere plukjes zoals borsthaar of welgevormde wenkbrauwen.
Een van de populairste soorten make-up, die al door de oude Egyptenaren werd gebruikt, accentueert ons smalste rijtje haren: de wimpers. Het schoonheidsideaal is waarschijnlijk niet de enige reden dat we nog steeds haartjes op onze oogleden hebben. Wimpers zijn veelvoorkomend in het dierenrijk. Maar wat is precies hun functie?
Nieuwe technologie onthult het verborgen leven van dinosauriërs
Van migrerende planteneters tot toegewijde ouders: paleontologen ontrafelen stukje bij beetje het gedrag van dinosauriërs.
Nieuw onderzoek laat zien dat de kromming van de wimpers en hun microstructuur onze ogen beschermen tegen water, zoals regen- en zweetdruppels. De Chinese onderzoekers die deze vondst publiceerden in het vakblad Science Advances beschrijven ook hoe mascara de beschermende werking van wimpers beïnvloedt. Ook gaan ze in op hoe de wimpertechniek kan worden toegepast op bijvoorbeeld cameralenzen.
Veelzijdige haartjes
Uit eerder onderzoek bleek al dat wimpers de ogen beschermen tegen stof en vuil. Ook zijn de haartjes zeer gevoelig, waardoor je je ogen snel en reflexmatig sluit als er iets in de buurt komt. En in 2015 lieten onderzoekers zien dat de wimpers van zoogdieren bovendien voorkomen dat de ogen uitdrogen. De lengte – ongeveer een derde van de breedte van het oog – lijkt daarop afgestemd.
Chinese onderzoekers hebben nu naar een andere functie van de wimpers gekeken: het afvoeren van waterdruppeltjes om te voorkomen dat die ons zicht vertroebelen. Uit hun onderzoek blijkt dat de waterafstotende microstructuur, de gekromde vorm en de flexibiliteit van de haartjes ervoor zorgt dat de wimpers vloeistofdruppels snel en efficiënt afvoeren.
Wimperglijbaan
Volgens de onderzoekers hebben de wimperhaartjes een geschubt oppervlak, wat een ribbelige structuur oplevert, vergelijkbaar met die van een muurplug. Die microribbels zorgen ervoor dat druppels op de haartje blijven liggen en naar beneden glijden. Vervolgens zorgt de kromming van de wimpers ervoor dat de druppels zo snel mogelijk naar beneden roetsjen.
De kromming van de wimpers kan volgens de onderzoekers beschreven worden door de wiskundige brachistochrone kromme. Die beschrijft de vorm van een glijbaan waarover een bal het snelst naar beneden rolt. Dit is niet simpelweg een schuine helling, maar een gekromde baan.
Tenslotte helpen de elasticiteit van de haartjes en hun waterafstotende oppervlak om de druppels aan het eind van de wimperglijbaan te lanceren. Daardoor blijven ze niet in je wimpers hangen, waar ze je zicht zouden vertroebelen. Zo zorgen je wimpers ervoor dat water uit je ogen blijft als je bijvoorbeeld je gezicht wast of erg zweet, stellen de onderzoekers.
Mascara en dronecamera’s
‘Het is mooi werk’, zegt werktuigbouwkundige David Hu van de Amerikaanse universiteit Georgia Tech, die betrokken was bij het onderzoek uit 2015 naar de lengte van wimpers. ‘Er zijn veel dieren die met water te maken hebben, zoals zeevogels en -zoogdieren. Ik vraag me af of hun wimpers ook schubben hebben.’
Verder ziet Hu een toepassing voor dit onderzoek in de mascara-industrie. ‘Ik denk dat er daar interesse is om nieuwe producten te maken’, zegt hij. ‘Momenteel is mascara hydrofiel, waardoor het zorgt dat water aan de wimpers blijft plakken. Misschien kun je in de toekomst twee lagen hebben, een hydrofiele en een waterafstotende.’
De onderzoekers hebben ook gekeken naar wimperachtige structuren voor op camera’s van drones en ventilatiesystemen. Daarbij kunnen de kunstmatige haren het water efficiënt afvoeren, zonder dat ze het zicht of de luchtstroom belemmeren.
