Huizen zo sterk als een kokosnoot

Wil je een huis bouwen dat bestand is tegen aardbevingen? Ga dan kokosnoten bestuderen! Deze vallen als ze rijp zijn uit de boom omlaag vanaf hoogtes van soms wel 30 meter, en dan nog gaan ze niet stuk. Kennelijk is de kokosnoot zo opgebouwd dat hij enorme krachten kan opvangen. Wie er achter komt hoe dat werkt, kan het kunstje zelf nadoen.

Dat was de redenering van een groep biologen van de vakgroep planten-biomechanica van de Universiteit van Freiburg, toen ze samen met bouwkundig ingenieurs en materiaaldeskundigen van de universiteiten van Tübingen and Stuttgart besloten de structuur van de kokosnoot door te lichten.

De onderzoekers onderwierpen de kokosnoten aan hoge drukken in een persmachine, en lieten zware voorwerpen met hoge snelheid tegen de kokosnoten aan botsen. Zo konden ze ontdekken hoe de noten de klappen opvingen zonder al te veel schade te lijden.

Ladderstructuur

Het geheim van de noot is de opbouw van zijn ‘endocarp’, vertelden de onderzoekers vorige week op de jaarlijkse bijeenkomst van de Society for Experimental Biology in Brighton. Het endocarp is de binnenschil die de vrucht beschermt, en die zelf nog omringd wordt door het draderige ‘mesocarp’ en de leerachtige buitenschil (het ‘exocarp’).

De binnenschil bestaat uit houtachtige vezels, die als een soort weefgetouw in elkaar zitten: Parallelle verbindingen houden de vezels bij elkaar, als de sporten van een ladder. Omdat de vezelbundels onder verschillende hoeken staan, kan een beginnende barst zich niet razendsnel langs één lijn voortzetten. Deze wordt als het ware omgeleid langs een veel langere weg, waarbij hij energie verliest en uitdooft.

Zee-egels

De schil van de kokosnoot is niet het enige biologische materiaal dat bestudeerd wordt, vertelt Stefanie Schmier, onderzoekster bij de Planten Biomechanica groep van de Albert-Ludwigs Universiteit in Freiburg. Ook de bast van de reuzensequoia of mammoetboom en de stekels van zee-egels mogen zich in de belangstelling van ingenieurs verheugen. De wetenschappers zijn niet op zoek naar één materiaal om na te maken, maar kijken vooral welke eigenschappen de sterkte verbeteren.