Uw profiel is aangemaakt

U heeft een e-mail ontvangen met een activatielink. Vergeet niet binnen 24 uur uw profiel te activeren. Veel leesplezier!

Hoe het spinneweb als waterbron kan dienen

Groen

Ylva Poelman

Een veld met bedauwde spinnewebben in Rakov, Wit-Rusland. © EPA
De Bionische Vrouw

Een met dauw bepareld spinneweb, glinsterend in de ochtendzon. Altijd weer een fotogeniek moment. Naast een sfeervol tafereel levert het ook inspiratie op voor een heel praktische toepassing: het oogsten van water uit lucht. Dat is inmiddels een populaire manier om in gebieden met weinig regenval toch aan water te komen.

De meeste ‘mistvangers’ bestaan uit grote netachtige structuren waarop mistdruppels condenseren. Als de druppels groot en zwaar genoeg zijn, vallen ze door de zwaartekracht naar beneden en worden ze opgevangen in een bassin.

Lees verder na de advertentie

Maar mistdruppels zijn vaak klein, waardoor ze aan het net blijven plakken. Uiteindelijk verdampen die druppeltjes in de zon of worden weggeblazen. Om dat te voorkomen biedt een ander vangnet, het web van de wielwebkaardespin, een oplossing.

Eiwitten

Het basismateriaal van spinnenzijde bestaat uit eiwitten die worden geproduceerd in verschillende soorten klieren in het achterlijf van een spin. De klieren staan in verbinding met kleine buisjes in de spinorganen, spintepels genaamd. De buisjes in een spintepel produceren vezeltjes die samen tot een draad worden gesponnen.

De wielwebkaardespin (Uloborus walckenaerius) © rv

Een spinneweb bestaat uit diverse soorten draden met uiteenlopende eigenschappen. De draden van het frame en de spaken zijn sterk, terwijl die van een spiraallijn elastisch zijn. De draden verschillen zowel in eiwitsamenstelling als in de manier waarop ze in de spintepels uit de vezeltjes zijn gesponnen.

Van de vangdraden bestaan twee varianten. Het meest voorkomende type is plakkerig, met als nadeel dat de lijm op den duur uitdroogt en de spin nieuwe lijmdraden moet maken. De andere variant gebruikt geen lijm en wordt alleen door spinnen gemaakt die een cribellum hebben. Dit op een zeefplaat lijkende spinorgaan heeft tienduizenden buisjes die tezamen een wolachtige vangdraad produceren, waarin insecten gemakkelijk verstrikt raken.

Rugbybal

De ragdunne, wollige vangdraden van de wielwebkaardespin bestaan in droge toestand uit een soort ketting van bolvormige watjes. Worden de draden nat, dan krimpen de watjes ineen en krijgen de vorm van een rugbybal. Deze nieuwe structuur gaat een bijzondere interactie aan met mist. De kleine druppeltjes condenseren op de vangdraden en bewegen zich naar de dichtstbijzijnde rugbybal. Daar smelten ze samen tot grote, zware druppels die van het web vallen.

De condensdruppeltjes smelten samen doordat de rugbyballen een ruwere structuur hebben dan de verbindingen ertussen. Daardoor zijn de rugbyballen hydrofieler (waterminnender) dan de verbindingsstukken en trekken de waterdruppels aan. Bovendien geldt dat een druppel op een gekromd oppervlak, zoals dat van een rugbybal, een grotere druk over het oppervlak ondervindt daar waar de straal van de kromming het kleinst is.

Deze druk wordt Laplace-druk genoemd. Dat betekent dat een druppel aan het uiteinde van de rugbybal, of op een verbindingsstuk, een grotere Laplace-druk ondervindt dan in het midden, waar de bal zijn grootste omvang (straal) heeft. Hierdoor kruipt een druppeltje naar het dikste deel van de rugbybal, waar de Laplace-druk het laagst is.

Waterballet

Hoewel nog onduidelijk is welke functie dit ‘waterballet’ heeft voor de spin zelf, is het zeer geschikt voor het oogsten van mist. Niet alleen doordat de druppeltjes naar elkaar toe kruipen en samen een zware druppel vormen die makkelijk van het web valt. De druppeltjes maken zo ook plaats voor nieuwe druppels om te condenseren, waardoor het wateroogsten continu door kan gaan.

Geïnspireerd op de spinzijde van de wielwebkaardespin hebben Chinese onderzoekers een kunstmatige variant gemaakt. Deze bestaat uit een nylondraad met rugbyballen van een hydrofiele kunststof. Door deze draden verder te verfijnen zijn ze als smart materials ook te gebruiken in andere toepassingen die met druppeltjes werken, zoals filtersystemen, sensoren en printers.

De Bionische Vrouw is een tweewekelijkse rubriek over hoe het vernuft van de natuur leidt tot technische hoogstandjes. Lees meer afleveringen op trouw.nl/debionischevrouw.

Deel dit artikel