Muggen hebben geen last van condensvorming

Nanotechnologie

Op muggenogen zitten kleine kegeltjes waardoor er geen mistdruppels op blijven liggen. Cicaden hebben die op hun vleugels.

Cicade met vochtafstotende vleugels. Foto iStock

Een beslagen autoruit of badkamerspiegel kun je bijna alleen voorkomen met dure, ingebouwde verwarmingselementen. Insecten doen het anders. Minuscule nanostructuren op muggenogen en cicadenvleugels verhinderen dat de dieren last hebben van condens. Een internationale groep wetenschappers bouwde deze structuren na om te onderzoeken hoe ze werken. Hun werk stond maandag in Nature Materials.

Materialen die waterafstotend zijn voor grote druppels, van enkele millimeters doorsnee, worden vaak wel nat als ze blootgesteld worden aan mist. Mist bestaat uit druppels van 10-100 micrometer (0,01-0,1 millimeter). Deze kleine druppels kunnen vast komen te zitten tussen oneffenheden op het oppervlak. Aan deze kleine druppels kunnen grotere druppels vastkleven. Een waterafstotend oppervlak verzamelt dan toch vocht.

Op de muggenogen zit een patroon van kleine pilaartjes van 100 nanometer (0,0001 millimeter) breed die ongeveer 50 nanometer uit elkaar staan. Doordat ze zo dicht bij elkaar staan blijven zelfs kleine condensdruppels op de pilaartjes liggen. Ze hechten zich niet aan het oppervlak en glijden er makkelijk van af. Er ontstaat dan geen condens.

Muggen zien daardoor ook in mistig weer goed. Cicaden passen dezelfde truc toe, om hun vleugels droog en schoon te houden. Hun vleugels hebben ook die structuur van pilaartjes die op 200 nanometer van elkaar staan. Bij deze insecten heeft het afvoeren van condens zelfs een reinigende functie. De waterdamp die neerslaat op de vleugels neemt het vuil mee als het van de vleugel afglijdt. Cicaden hoeven hun vleugels nooit schoon te poetsen.

Om deze structuren verder te onderzoeken, etsten wetenschappers de structuur op nanometerschaal in silicium. De vorm van de pilaartjes bleek een belangrijke rol te spelen. „Kegelvormige pilaartjes deden hun werk veel beter dan cilindervormige”, schrijven twee van de auteurs, David Quéré en Timothée Mouterde, in een mail. “Bij de kegeltjes werd zelfs bijna alle gecondenseerde druppels afgevoerd.” De natuur had dat al eerder ontdekt. De pilaartjes op de cicadenvleugels hebben de kegeltjesstructuur. „Omdat de structuren zo klein zijn, wordt licht er niet door tegengehouden”, schrijven de onderzoekers. „Daarom kunnen ze in de toekomst wellicht toegepast worden bij spiegels en ramen.” Dan zal veel eerder dan nu het water van je beslagen badkamerspiegel afdruipen.

    • Dorine Schenk