Van natuurlijke bouwmaterialen tot de manier waarop vogels hun vleugels gebruiken. Steeds meer wetenschappers halen bij het ontwikkelen van nieuwe materialen of technieken hun inspiratie uit de natuur. Dat wordt ook wel biomimicry genoemd. Volgens Mauro Gallo, lector biomimicry aan de Inholland Hogeschool in Delft, Aeres Hogeschool Wageningen en VanHall Larenstein Hogeschool Leeuwarden, is biomimicry veel meer dan slechts ‘kopiëren uit de natuur’.
Gallo’s lectoraat is een samenwerking tussen drie hogescholen waar studenten, bedrijven en onderzoekers biomimicry niet alleen toepassen om duurzame producten te ontwikkelen. Ze kijken hierbij ook hoe zo’n product gemaakt wordt en welke sociale aspecten meespelen. Met als doel een duurzamere en meer circulaire productie.
Toen Mauro Gallo in 2017 werd aangesteld als lector had hij nog nooit van biomimicry gehoord. Met een achtergrond als mechanisch engineer was hij vooral bezig met fundamenteel onderzoek op het gebied van warmte-overdracht en thermo-fluid-dynamica. “Maar ik heb altijd een fascinatie gehad voor hoe efficiënt de menselijke huid de lichaamstemperatuur regelt. Je gaat zweten om af te koelen, of je bloedvaten krimpen. Er zijn allerlei strategieën die het lichaam gebruikt om dit te regelen. Dat zie je overal in de natuur. Er is niet één oplossing. Terwijl een gewone verwarming maar één strategie kent om warmte te verplaatsen. Daarin kunnen we leren van de natuur.”
Walvisvinnen als inspiratiebron
“Neem de bladen van windmolens. Hier zitten kleine uitsteeksels op die zijn geïnspireerd op de vinnen van walvissen. Wetenschappers dachten lang dat dit een fout van de natuur was, maar in een windtunnel ontdekten ze dat deze uitsteeksels voor meer lift en minder frictie zorgen. Engineers hebben dit vertaald in efficiëntere en stillere bladen”, vertelt Gallo via een videoverbinding.
Het kopiëren van onregelmatigheden op walvisvinnen naar de bladen van windmolens is volgens hem dan ook een klein onderdeel van hoe we biomimicry zouden moeten toepassen. “Kijk niet alleen naar de natuur voor het product zelf. Je moet het veel breder zien. Waar komen vezels vandaan? Welke impact heeft de lijm op het klimaat? Ook moeten we nadenken wat er met de bladen gebeurt als de windmolen afgeschreven is. Kun je materialen hergebruiken? Of op een andere manier weer toepassen?”
Enthousiast gaat hij verder: “Als bladeren van de bomen vallen, is dat geen afval. Er zitten allerlei voedingstoffen in waar andere planten en insecten weer van profiteren. De natuur is een holistisch geheel. Als mensheid kunnen we profiteren van deze systemische aanpak. Zo kunnen we ook naar onze productie kijken. Waar een reststroom van de een, de grondstof van de ander is.”
Wetenschappers spreken verschillende talen
Om dat voor elkaar te krijgen, is het belangrijk dat verschillende disciplines samenwerken en hun kennis delen en daar ligt nu juist de uitdaging binnen biomimicry. Volgens Gallo spreekt iedere wetenschappelijke discipline zijn eigen taal. “Neem biologen. Zij analyseren veel door een microscoop en zijn erg beschrijvend. Terwijl ik als engineer gewend ben om de realiteit veel meer zwart-wit te zien. Iets werkt, of het werkt niet. En sociale wetenschappers hebben weer een andere realiteit met een hele hoop grijze gebieden.”
Gallo herinnert zich nog de eerste keer dat hij samenwerkte met een bioloog die hem uitlegde hoe micro-organismen onder water licht geven. “Zij was geïntrigeerd door dit systeem en vertelde alle verschillende biologische kenmerken en functies. Hoe proteïnen licht genereren bijvoorbeeld. Omdat ik hier geen kennis van heb, probeerde ik de belangrijkste functies te vertalen naar de termen die ik ken. Maar in dit proces heb ik de complexe werking van deze micro-organismen veel te simpel weergegeven. Hierdoor kwam het op haar over alsof ik geen waardering voor haar kennis had. Dat sociale aspect is essentieel voor samenwerking tussen verschillende disciplines. Het werkt niet als als we niet open staan en niet willen leren van de kennis van een ander.”
Bruggenbouwen tussen verschillende vakgebieden
Als lector Biomimicry binnen de drie hogescholen ziet Gallo zichzelf het liefst als een bruggenbouwer tussen verschillende disciplines. Niet alleen wetenschappelijke onderwerpen, maar ook verschillende sectoren. Hij daagt studenten uit om naar het hele systeem te kijken. “Neem de textielindustrie. Die is behoorlijk vervuilend. En dat is om verschillende redenen: de monocultuur van katoenplantages, het op grote schaal gebruiken van synthetische vezels en de productie waar veel water en chemicaliën nodig zijn. Maar ook de manier waarop we als consumenten met kleding omgaan speelt hierbij een grote rol.”
Het is volgens Gallo daarom belangrijk om op een systemische manier naar de textiel industrie te kijken als we deze duurzamer willen maken. “We kunnen de hoeveelheid synthetische vezels vervangen door bio-based vezels, maar dan moeten we ze wel verbouwen op bio-based landbouwmodellen, zoals agroforestry. Hier groeien bomen en gewassen op dezelfde grond. Anders dan de monocultuur die we nu kennen in de landbouw, zorgt dit voor meer biodiversiteit en een gezondere bodem. We kunnen veel inspiratie en strategieën uit de natuur halen om de impact van de kledingindustrie op het klimaat te verminderen. En misschien nog wel belangrijker, we kunnen ook leren van de natuur hoe we kledingstukken aan het eind van hun levenscyclus kunnen afbreken. Om de industrie, net als de natuur, circulair te maken. Hiervoor moeten we speciale circulaire businessmodellen bedenken die waarde en welvaar opleveren voor alle betrokken partijen.”
Alle spelers aan tafel
“Om dit voor elkaar te krijgen is het belangrijk dat alle betrokken spelers in dit systeem met elkaar communiceren, zij moeten allemaal aanschuiven aan de ‘tekentafel’. Niet alleen boeren en textielproducenten, maar ook biologen, engineers, economen en leraren. Samen kunnen zij de textielindustrie re-designen en met een systemische aanpak duurzamer maken. Maar het is ook belangrijk om in dit designproces sociale-wetenschappers, consumentengedrag-experts en beleidsmakers te betrekken. Wetenschappers en engineers kunnen technologie ontwikkelen, dat is meestal niet het probleem. Veel technologie is er al gewoon. Het belangrijkste is misschien wel beleid en middelen voor consumenten ontwikkelen die ze in staat stellen duurzamere keuzes te maken waar de hele maatschappij van kan profiteren.”