Onderwatersensoren die in dikte variëren zijn extra gevoelig voor verstoring in de waterstroming. Dat concludeert een Groningse promovendus uit zijn onderzoek aan de snorharen van zeehonden.
Wie onderwatersensoren gaat maken, kan deze het beste in een golfpatroon in dikte laten variëren. Dat is één van de conclusies uit het proefschrift van Xingwen Zheng van de Rijksuniversiteit Groningen. Hij onderzocht de snorharen van twee soorten zeehonden, de grijze en de gewone, en concludeerde dat de haren met een golfpatroon extra gevoelig waren voor verstoringen in de waterstroming. Deze week, op 19 december, promoveerde Zheng op dit onderzoek.
Snorharen
Bij sommige zeehonden, zoals de grijze zeehond en de havenzeehond, variëren de snorharen in dikte in een golvend patroon. Het voordeel hiervan is dat de haren nauwelijks trillen als de zeehond zwemt. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld de snorharen van de Californische zeeleeuw, die geen golfpatroon heeft en wél trillingen vertoont bij het zwemmen. De diktevariaties blijken een remedie te zijn tegen de zogeheten ‘vortex induced vibrations’ (trillingen opgewekt door wervelingen).
Door deze afwezigheid van ‘ruis op de lijn’ kunnen grijze zeehonden en havenzeehonden met hun snorharen vissen detecteren tot op een afstand van 180 kilometer. Wat ze daarbij voelen, is het ‘kielzog’ van de vis, dus de verstoring in de waterstroming die de vis achter zich aan trekt, net zoals een speedboot dat doet.
Bron: Advanced Functional Materials
Golflengten
Dat zeehonden ook zonder iets te zien of te horen op grote afstanden vissen kunnen detecteren was eerder al vastgesteld in observatiestudies, maar Zheng heeft de conclusie dat dit kennelijk met de snorharen gebeurt bevestigd en verder uitgediept door zich op de specifieke eigenschappen van de snorharen te focussen.
Met een laserscanner onderzocht hij de snorharen van zeehonden uit Zeehondencentrum Pieterburen, en richtte zich daarbij op de golflengten van de diktevariaties. Die bleek vier tot vijf keer de doorsnede van de snorhaar te zijn. Ook deed Zheng proeven met verschillende snorharen in stromend water. Bij het gebruik van meerdere snorharen wordt de gevoeligheid van de kielzog-detector groter, concludeerde hij. Dat is fijn voor de zeehond: een grijze heeft ongeveer zestig snorharen, een gewone negentig.
Toepassingen
Op zeehondensnorharen gebaseerde sensoren kunnen handig zijn bij onderzoek naar waterdieren of objecten als onderzeeërs, zegt Zheng in een nieuwsbericht op de website van de Rijksuniversiteit Groningen.
Een andere toepassing is denkbaar bij robotvissen. Die kunnen op snorharen gebaseerde detectoren gebruiken om vast te stellen waar andere robotvissen zich bevinden. Ze kunnen dan bijvoorbeeld in elkaars kielzog gaan zwemmen om energie te besparen, net zoals echte vissen dat doen door in scholen te zwemmen.
Biomimetica
Het is niet voor het eerst dat uitvindingen geïnspireerd zijn op eigenschappen van dieren. Deze tak van de wetenschap heeft zelfs een eigen naam: biomimetica (biomimicry). Onder de voorbeelden waar De Ingenieur eerder over schreef zitten drones die dankzij nagebouwde vogelpoten kunnen landen op een tak en lijm gebaseerd op de kleefmethode van een mossel.
Openingsbeeld: Depositphotos
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.