Beginselen van de biomimicry in mariene omgevingen

De wereld oceanen bevatten organismen die verfijnde vloeistof dynamische prestaties over miljoenen jaren. In tegenstelling tot gebouwde schepen die vertrouwen op brute kracht om weerstand te overwinnen, mariene dieren hebben ontwikkeld ingewikkelde oppervlaktetopografische topografische glijden met minimale energie. Haaihuid is niet alleen glad . Het is bedekt met microscopische, tand-achtige structuren genaamd huidtandtanden die waterstroom kanaliseren om drag te verminderen. Bultrug walvissen gebruiken knolvenkels op de voorste rand van hun flippers om de manoeuvreerbaarheid te verbeteren en vertraging te vertragen stal bij hoge hoeken van aanval. Zelfs dolfijn huid bezit een complexe gelaagde microstructuur die passief dempt turbulentie. Deze natuurlijke ontwerpen worden systematisch vertaald in ontworpen oppervlakte texturen om de hydrodynamische prestaties van schepen, onderzeeërs, en offshore structuren te verbeteren.

Bio-geïnspireerde oppervlakte texturen zijn geen nieuw concept, maar recente vooruitgang in de materiaalwetenschap, computervloeistofdynamica (CFD) en additieve productie hebben hun praktische toepassing versneld.Het doel is om microschaal of nanoschaal patronen toegepast op scheepsrompen, propellers, roerders en pijpleidingen te creëren. Door het nabootsen van de geometrie van de natuur, deze texturen verminderen wrijvingsslepen, verminderen biofouling, en kan zelfs leiden tot lift- of zelfreinigende effecten. Een 2020-studie gepubliceerd in Fysical Review Fluids[] toonde aan dat ribletoppervlakken geïnspireerd door de haaihuid kunnen verminderen wrijving van de huid met maximaal 9,9% in turbulente flow. De economische stimulans is enorm: met de wereldwijde scheepvaartvloot verbruikt ongeveer 300 miljoen ton brandstof per jaar, zelfs een 5% drag reductie van de uitstoot van CO2 met tientallen miljoenen ton.

Begrijpen van de grenzeloze laag en sleepmechanismen

Wanneer een vast lichaam door water beweegt, blijft een dunne vloeistoflaag aan het oppervlak plakken door viscositeit. Deze grenslaag is verantwoordelijk voor de meeste weerstanden die een vaartuig ondervindt. In maritieme techniek wordt hydrodynamische drag meestal gesplitst in druksleep (vorm drag) en huid wrijvingsweerstandsweerstand. Bio-geïnspireerde oppervlaktetextuur richt zich voornamelijk op huidfrictie, die meer dan 60% van de totale weerstand kan uitmaken op grote langzaam bewegende schepen zoals tankschepen en bulkschepen. Bij hogere snelheden, zoals die van zeeschepen of snelle veerboten, neemt de fractie van wrijvingsweerstand af ten opzichte van vormsleep, maar blijft een belangrijk onderdeel.

Het mechanisme werkt door het manipuleren van de turbulente barsten en coherente structuren binnen de grenslaag. Micro-groeven uitgelijnd met de stroomrichting . De riblets worden bekend als riblets activeren de stroomwijs vortices weg van het oppervlak , verminderen momentum uitwisseling en schuifspanning . Haai-huid-achtige riblet geometries met scherpe pieken en afgeronde valleien zijn geoptimaliseerd door middel van CFD simulaties en windtunnel tests . De optimale riblet afstand is in de orde van 10 .100 micron , geschaald tot de viscous sublaag dikte . Compliant coatings of oppervlakken met gedistribueerde ruwheid elementen kunnen de overgang van laminar naar turbulente stroom vertragen , hoewel het handhaven van laminar stroom over grote bevochtigde gebieden onder praktische mariene omstandigheden blijft uitdagen . Recente studies aan de Universiteit van Southampton hebben aangetoond dat het combineren van riblets met spanwise wand oscillatie kan leiden tot synergistische drag reducties boven 15% in gecontroleerde lab-instellingen .

Het Reynolds-nummer speelt een cruciale rol bij het bepalen van de effectiviteit. Voor een typisch containerschip dat op 20 knopen werkt, is het aantal romplengten groter dan 109, waardoor de grenslaag goed in het turbulente regime wordt geplaatst. Rileten zijn het meest effectief in het turbulente regime door het moduleren van nabijwandige turbulente structuren. Bij lagere Reynolds-nummers, zoals die ervaren door autonome onderwatervoertuigen (AUV's), kunnen andere texturen zoals toonaangevende tubercles of golvende oppervlakken voordeliger zijn.

Natuurlijke oppervlakteaanpassingen en hun hydrodynamische functies

Mariene organismen hebben verschillende oppervlaktetextuurs ontwikkeld die meerdere functies hebben die verder gaan dan het verminderen van de weerstand, waaronder antifouling, anti-roofdier en sensorische rollen.

  • Haaihuid (huidtandriemen): De ribbels en groeven verminderen drukschommelingen en turbulente barsten.Het V-vormige ribletontwerp geïnspireerd door snelle zwemmende haaien zoals de mako en grote witte is op grote schaal bestudeerd en gecommercialiseerd als ribletfilms voor vliegtuigen en racejachtrompen. De schildriemen beschikken ook over een harige werking die de aanvalshoek onder schuifwerk verandert, een actieve functie die nog volledig moet worden herhaald in de techniek.
  • Bultrug walvistubercles: Afgeronde hobbels langs de voorkant van flippers genereren tegenroterende vortices die de lift en vertraging scheiding te verbeteren, waardoor massale dieren om strakke bochten te maken voor het voeden. Het principe is toegepast op mariene roerders, getijdenturbinebladen, en windturbinebladen om de efficiëntie te verbeteren bij lage snelheden en hoge hoeken van de aanval. Onderzoek aan de US Naval Academy toonde dat gekneusde roers handhaven effectiviteit bij stalhoeken 40% hoger dan conventionele ontwerpen.
  • Visweegschalen: Overlappende weegschalen creëren een flexibel, microscopisch ruw oppervlak dat wrijving vermindert door een dunne waterlaag als smeermiddel vast te leggen. Het patroon remt ook de aanhechting van barnakel en algen. De cycloideweegschalen van karper en de ganoïdeweegschalen van gar hebben geleid tot meerlagige coatingsystemen die flexibiliteit combineren met gecontroleerde bevochtiging.
  • Dolfijnhuid: De epidermis bevat een complex netwerk van micro-ridges en conforme dermale papillen die turbulente energie en dempende stroom instabiliteiten kunnen absorberen. Dit heeft geïnspireerd "conforme wand" coatings die de dolfijn's vermogen om laminaire stroom over een groter deel van zijn lichaam te handhaven nabootsen. Het herhalen van de dynamische respons blijft een belangrijke onderzoeksuitdaging.
  • Lotus bladeffect: Hoewel het zelfreinigende superhydrofobe oppervlak van lotusbladeren niet strikt marien is, heeft het zelfreinigende superhydrofobe oppervlak van de bladeren coatings geïnspireerd die biofouling verminderen door het voorkomen van hechting van watergedragende deeltjes en organismen. Deze coatings worden vaak gecombineerd met oppervlaktetextuur om reinheid te behouden. Wanneer ze worden toegepast op scheepsrompen, kunnen superhydrofobe coatings ook de slepen verminderen door slip te bevorderen aan de grens, maar ze hebben de neiging om de effectiviteit te verliezen onder hoge hydrostatische druk en na langdurige onderdompeling.
  • Pilot walvishuid: De huid heeft nanoschaal richels die wrijving verminderen door de stabiliteit van de grenslaag te veranderen, wat mogelijk een passieve dragreductiemethode kan bieden die van toepassing is op onderzeese rompen. Tests in het Naval Undersea Warfare Center hebben een vermindering van de sleeptank met 4
  • Penguinveren: De dichte, in elkaar grijpende microstructuur creëert een ingesloten luchtlaag die de slepen tijdens het zwemmen vermindert. Dit principe heeft lucht-smeersystemen geïnspireerd die micro-bubbels langs de romp uitwerpen.

Techniek Biomimetische oppervlakte Textures voor mariene materialen

De omzetting van natuurlijke texturen in duurzame, grootschalige coatings omvat meerdere fabricageroutes. Primaire methoden zijn lasertextuur, micro-elektrische ontladingsbewerking (μEDM), roll-to-roll embossing, additieve fabricage en chemische ets. Elke techniek heeft een afweging in resolutie, doorvoer, compatibiliteit met substraat en kosten. De keuze is afhankelijk van het type schip, de verwachte levensduur en budget.

Voor marinestaal en aluminiumlegeringen kan directe laserinterferentie patroonvorming (DLIP) periodieke ribletstructuren tot een fijne 10 μm direct op het oppervlak zonder extra coatings creëren. Echter, de cosmetische aard van deze oppervlakken kan de duurzaamheid op lange termijn in zoutwater beïnvloeden. Femto-seconde laserablatie biedt nog meer precisie maar bij lagere doorvoer. Polymeerfilms met reliëf riblets, toegepast als lijmfolie, bieden een retrofit optie voor bestaande schepen. Bedrijven zoals Lufthansa Technik hebben aangepast haai-huidfolie voor de luchtvaart, en soortgelijke concepten worden geëvalueerd voor scheepsrompen onder de merknaam "Foul Release with Riblets", ontwikkeld door een consortium waaronder AkzoNobel en het Fraunhofer Instituut.

Nanogestructureerde oppervlakken die het lotusblad nabootsen, worden meestal gecreëerd door sol-gelprocessen of chemische dampdepositie. Deze superhydrofobe coatings, vaak gecombineerd met nanodeeltjes-versterkte matrices, kunnen contacthoeken van meer dan 150° bereiken, waardoor water afkraalt en rolt af, en vuile organismen wegvoert. Onderzoeksgroepen zoals de Universiteit van Florida Biomimetic Oppervlaktetechniek Laboratorium hebben duurzame polyurethaancoatings ontwikkeld die spaced-pillare texturen bevatten om de hechting van barnacle te weerstaan zonder toxische biociden. Een andere veelbelovende aanpak is bio-geïnspireerde "slip"-coatings die microtextuur combineren met doorboorde smeerlagen, vergelijkbaar met het perisome oppervlak van de werperplant, die ultra-laag adhesie vertonen voor biofilmorganismen.

De Amerikaanse marine heeft met 3D-geometriën met schroefbladen met tuberculle geometriën direct in het gietstuk geëxperimenteerd. De belangrijkste beperking is de bouw van envelop en de oppervlakte-afwerkingskwaliteit, maar de vooruitgang in de productie van additief voor grote hoeveelheden is het langzaam overwinnen van deze barrières.

Vergelijking van de fabricagemethoden

Elke fabricagemethode heeft specifieke sterktes:

  • Laser texturing (DLIP, femto-seconde): Hoge resolutie (tot 1 μm), directe toepassing op metalen, maar trage dekking van het oppervlak en hoge kapitaalkosten.
  • Roll-to-rol embossing: Hoge doorvoer voor polymeerfilms, lage kosten per vierkante meter, beperkt tot flexibele ondergronden en patroondiepte.
  • Chemische ets: Lage kosten, kunnen grote gebieden textuur, maar beperkt tot eenvoudige geometrieën en metaallegeringen; gebruikt vaak gevaarlijke chemicaliën.
  • Additieve productie: Ongeëvenaarde geometrische vrijheid, maar trage bouwsnelheden en ruwe oppervlakteafwerking vereisen postverwerking.
  • Plasmaspuiten: Kan dikke keramische coatings met gecontroleerde porositeit neerzetten, gebruikt voor thermische barrière toepassingen, maar minder precies voor microschaal riblets.

Test- en valideringsmethoden

Voordat bio-geïnspireerde texturen op operationele vaten kunnen worden ingezet, moeten zij op meerdere schalen worden getest. De standaard validatiepijplijn begint met CFD-simulaties met behulp van directe numerieke simulatie (DNS) of grote wervelsimulatie (LES) om kandidaattextuur onder vereenvoudigde stroomomstandigheden te screenen. De meest veelbelovende ontwerpen worden vervolgens vervaardigd op platte panelen en getest in stroomkanalen of sleeptanks met behulp van krachtbalansen, deeltjesbeeldvelocimetrie (PIV) en hot-filmanemometrie om drag- en grenslaagprofielen te meten. Voor ribletoppervlakken wordt huidfrictiereductie meestal gekwantificeerd met behulp van drijvende elementenbalansen of door de drukdaling in een kanaalstroomconfiguratie te meten.

De praktijkproeven op de werkelijke vaartuigen vormen de laatste valideringsstap.Het project van de Europese Unie FoulFree heeft een van de meest uitgebreide proeven uitgevoerd, waarbij ribletcoatings op de romp van een containerschip van 280 meter werden toegepast en het brandstofverbruik, biofouling en coatingdegradatie gedurende 12 maanden werden gevolgd. In het onderzoek werd een vermindering van 5,2% van de brandstof en een vermindering van 40% van de macrofouling waargenomen in vergelijking met standaard coatings met siliconenfoul-release.

Versnelde verouderingstests in het lab met behulp van UV-blootstelling, zoutspray en mechanische slijtage simuleren jaren van dienst in weken. Deze tests zijn van cruciaal belang voor het voorspellen van de levensduur van de textuur vóór volledige toepassing. De ASTM D7334 standaard voor contacthoekmeting wordt vaak gebruikt om de duurzaamheid van superhydrofobe coatings te beoordelen, terwijl profilometrie ribletdegradatie in de loop van de tijd kwantificeert.

Praktische toepassingen in Vessel en Onderwater Equipment Design

De impuls voor groene scheepvaart en operationele efficiëntie heeft de invoering van bio-geïnspireerde texturen in verschillende maritieme sectoren versneld.

  • Volledig coatings: Riletfilms die onder de waterlijn worden toegepast verminderen het drag- en brandstofverbruik. De internationale scheepvaartindustrie verbruikt jaarlijks ongeveer 300 miljoen ton brandstof; zelfs een reductie van 5% zou miljarden dollars kunnen besparen en de CO2-uitstoot met miljoenen ton kunnen verminderen. Verschillende scheepvaartlijnen, waaronder Maersk en NYK, hebben privé-proeven uitgevoerd en beginnen ribletcoatings op nieuwbouw te gebruiken.
  • Propellers: Toonaangevende tubercles op propellerbladen verminderen cavitatie en verbeteren de stuwkracht bij lagere toerentallen, waardoor de hydrodynamische efficiëntie wordt verbeterd. Tests door de Amerikaanse marine hebben een toename van 12% van de propellerefficiëntie op kleine vaartuigen aangetoond. Cavitatie reductie vermindert ook het lawaai, belangrijk voor stealth en milieubescherming op zee.
  • Rudders en controleoppervlakken: Biomimetische texturen verbeteren de manoeuvreerbaarheid bij trage snelheden, cruciaal voor dynamische positionering in offshoreschepen en marineactiviteiten. Tubercled roers hebben aangetoond dat de lift-to-drag ratio met 20 .30% is toegenomen bij hoge aanvalshoeken.
  • Onderzeeërs en AUV's: Autonome onderwatervoertuigen (AUV's) profiteren van verminderde sleep- en stille werking. Een met riblet bedekte AUV kan het missiebereik met 20% uitbreiden zonder de batterijcapaciteit te verhogen. De Amerikaanse onderzoeksonderzeeër USS Cutthroat (later ontmanteld) testte ribletpanelen in de jaren negentig, wat veelbelovend is voor toekomstige stealth platforms.
  • Offshore-leidingen en warmtewisselaars: Binnenpijpcoatings die vissenschalen of lotusbladeren nabootsen minimaliseren de weerstand en schaalvergroting, verlagen de pompenergie en de onderhoudsdowntijd voor koelsystemen op offshore-platforms en LNG-carriers.
  • Getijden- en golfenergie-apparaten: Turbinebladen met tubercles behouden de efficiëntie in variabele stroomrichtingen, waardoor de jaarlijkse energie-opname met maximaal 10% toeneemt in reële zeeomstandigheden.

Kwantificeren van prestatieverbeteringen en brandstofbesparing

De resultaten van het project op schaal en veldonderzoek geven nu een duidelijker beeld van de besparingen die met bio-geïnspireerde texturen haalbaar zijn. De resultaten van het FoulFree-project op een containerschip van 280 meter zijn bijzonder overtuigend: een vermindering van het totale brandstofverbruik van 5,2% over 12 maanden, waarbij de coating 40% minder macrofouling vertoont dan standaard biocidevrije coatings. De brandstofbesparing bedroeg ongeveer 1,2 miljoen dollar per jaar tegen 2023-bunkerprijzen voor een schip dat dagelijks 40 ton zware stookolie verbrandt.

Kleinere vaartuigen, zoals visserstrawlers, hebben tot 8% brandstofbesparing aangetoond na het aanbrengen van een haaienhuid-folie op hun romp. Voor een gemiddeld vrachtschip dat 30 ton brandstof per dag verbrandt, betekent een besparing van 6% dat de jaarlijkse brandstof ongeveer 650 ton minder bedraagt, met een waarde van meer dan 400.000 dollar tegen de huidige bunkerprijzen, en een vermindering van ongeveer 2000 ton CO2. Deze aantallen hebben de aandacht getrokken van de Internationale Maritieme Organisatie (IMO), die de scheepsemissies tegen 2050 wil halveren. De verordeningen betreffende de energie-efficiëntie bestaande scheepsindex (EEXI) en koolstofintensiteitsindicator (CII) die in 2023 van kracht zijn geworden, geven de reders een verdere impuls om te investeren in drag‐reducation-technologieën. Meer details over deze voorschriften zijn beschikbaar op de IMO officiële EEXI en CII-pagina].

Onderzoek van de Universiteit van Newcastle heeft de wereldwijde impact van wijdverbreide riblet adoptie model gesteld: als 30% van de wereldvloot riblet coatings met een gemiddelde vermindering van 5% drag, zou de jaarlijkse brandstofbesparing 4,5 miljoen ton, met overeenkomstige CO2 reducties van 14 miljoen ton. De cumulatieve vermindering over 10 jaar zou gelijk zijn aan het nemen van 3 miljoen auto's van de weg.

Uitdagingen in duurzaamheid, schaalvergroting en kosten

Ondanks veelbelovende resultaten staan er verschillende obstakels tussen lab-schaaldoorbraken en wijdverbreide vlootadoptie. Duurzaamheid is primair. Oceanische omstandigheden omvatten chemische corrosie, UV-blootstelling, mechanische slijtage van zwevende sedimenten en puin impact. Veel polymere riblet films afbreken na twee jaar in gebruik, die herapplicatie tijdens droogdoking vereisen een dure verstoring die brandstofbesparing kan teniet doen. Onderzoekers onderzoeken nu metalen riblet texturen direct die op roestvrij staal of titanium substraten, die kunnen duren het schip duur te produceren op gebogen, grote oppervlakken. Hybride oplossingen zoals keramische-versterkte polymeer films bieden een compromis.

Het produceren van precieze micro-kenmerken over duizenden vierkante meter rompbeplating vraagt om hoge doorvoerprocessen. Roll-to-roll nanoimprint lithografie kan continue films produceren, maar het behoud van patroontrouw over lange loop blijft technisch veeleisend. Laser textureren is weliswaar te traag voor grote schepen, maar niet te traag voor meerdere laserkoppen, tenzij er tegelijkertijd een oplossing wordt ontwikkeld door bedrijven als Trumpf en GF Machining Solutions. De kosten voor het opzetten van dergelijke productielijnen zijn hoog, maar schaalvoordelen kunnen de kosten van de vraag doen dalen.

Biofouling van de textuur zelf vormt een paradox: als microgroeven verstopt raken met slijm, vermindert het drag-reducerende effect of zelfs achteruit. Zelfreinigende of vuile-release coatings kunnen dit verzachten, maar integratie ervan met mechanische texturen voegt complexiteit toe. Sommige onderzoekers pleiten voor "opofferings" texturen die langzaam eroderen, zichzelf reinigen, maar dit vermindert de levensduur. Een andere aanpak is om riblets te combineren met periodieke ultrasone trillingen om te voorkomen dat een bevuilend systeem dat energie nodig heeft, een bevuilende afwikkeling krijgt.

Kosten-batenanalyses zijn vaak bepalend voor de levensvatbaarheid. Voor hoogwaardige activa zoals cruiseschepen of zeeschepen met lange service-intervallen is een terugverdientijd van 5 jaar aanvaardbaar. Maar voor oudere bulkcarriers die op dunne marges opereren, kan de investering vooraf een verbod zijn, vooral wanneer de coating opnieuw moet worden toegepast voordat de terugverdientijd wordt bereikt. Stimuleringsprogramma's zoals de incentiveregeling voor groene schepen van de IMO of koolstofprijsmechanismen kunnen deze berekening in het komende decennium verschuiven. Havenautoriteiten die lagere ligtarieven voor schepen met lage emissies aanbieden, kunnen ook de goedkeuring versnellen.

Uitdagingen op het gebied van regelgeving en normalisatie

Er is momenteel geen internationale norm voor het meten van de prestaties van bio-geïnspireerde oppervlaktetextuur op schepen. Elke fabrikant gebruikt verschillende testprotocollen, waardoor het voor reders moeilijk is om producten te vergelijken. De International Towing Tank Conference (ITTC) heeft een werkgroep opgericht om aanbevolen procedures te ontwikkelen voor het testen van ribletoppervlakken, maar consensus is traag. Classificatiebureaus zoals DNV, Lloyds Register en Bureau Veritas beginnen typegoedkeuringscertificaten voor specifieke coatings uit te geven, maar het proces blijft gefragmenteerd.

Milieu- en economische gevolgen

Naast brandstofbesparing hebben bio-geïnspireerde texturen ook bredere gevolgen voor het milieu. Door de noodzaak van giftige aangroeiwerende verven die koper- of organotinverbindingen bevatten te verminderen, kunnen zij mariene ecosystemen beschermen. De onbedoelde introductie van biociden in havenwateren is gekoppeld aan besmetting van schelpdieren en verlies van biodiversiteit. Biomimetische aangroeiwerende coatings die op fysische oppervlakteeigenschappen vertrouwen in plaats van chemische doden bieden een niet-toxisch alternatief. De wereldwijde aangroeiwerende verfmarkt wordt jaarlijks op meer dan 8 miljard dollar geschat en een verschuiving naar fysieke texturen zou de behoefte aan veel van deze chemicaliën kunnen elimineren.

Economische, vroege adoptanten van biomimetische technologie zou kunnen profiteren van een concurrentievoordeel door lagere exploitatiekosten en naleving van de komende emissieregels. Havenautoriteiten en scheepvaartmaatschappijen die investeren in groene technologieën kunnen ook profiteren van preferentiële ligplaatsen vergoedingen of groene financiering leningen. De Poseidon Principles, een kader dat is goedgekeurd door grote banken, verbindt scheepvaartleningen rente aan milieuprestaties, wat een directe financiële stimulans voor drag reductie.

De microplastics die worden geslingerd door degraderende polymeer ribletfolies kunnen echter bijdragen tot verontreiniging van de zee. Fabrikanten reageren door biologisch afbreekbare polymeerbases te ontwikkelen of door metaaltextuur te gebruiken die geen microplastics genereert. Levenscyclusbeoordelingen zijn essentieel om ervoor te zorgen dat de milieuvoordelen van brandstofbesparing zwaarder wegen dan eventuele negatieve effecten van productie en verwijdering.

Toekomstige richtsnoeren en onderzoeksgrenzen

Het veld beweegt zich naar multifunctionele oppervlakken die drag reducation combineren met actieve antifouling, corrosiebestendigheid en zelfs sensorische mogelijkheden. Nanotechnologie maakt de integratie van biociden nanodeeltjes in structured polymeermatrices of stimuli-responsieve coatings mogelijk die oppervlakteeigenschappen veranderen in reactie op stroomsnelheid of temperatuur. Zo kan een oppervlak soepel blijven bij lage kruissnelheden om vuiling te voorkomen en micro-riblets met hogere snelheden te gebruiken om drag te verminderen. Zulke "shape-memory" polymeren worden ontwikkeld bij instellingen als MIT en het Max Planck Institute for Intelligent Systems.

Computational design gedreven door machine learning versnelt de optimalisatie van oppervlaktetopografische eigenschappen. In plaats van alleen maar het kopiëren van de huid van een haai, kunnen algoritmen volledig nieuwe textuurpatronen ontwikkelen die beter zijn dan die welke in de natuur worden aangetroffen voor specifieke stromingsomstandigheden. De Universiteit van Southampton en het Marine Biological Laboratory werken samen aan dergelijke generatieve ontwerpbenaderingen, met behulp van diepe versterking leren riblet vormen te optimaliseren voor multi-objectieve criteria, waaronder drag reductie, gemak van de productie, en vuilafstotende weerstand.

Een andere grens is het gebruik van zachte robotica en conforme oppervlakken die actief textuur moduleren, verwant aan de spiergecontroleerde huid van dolfijnen. Onderzoekers van Harvard's Wyss Institute hebben elektroactieve polymeer huiden ontwikkeld die de oppervlakte ruwheid op vraag kunnen veranderen, mogelijk waardoor een schip om dynamisch zijn romp textuur aan te passen afhankelijk van snelheid, zeestaat en biofouling risico. Hoewel nog steeds op een laag technologie-klaar niveau (TRL 2

De combinatie van bio-inspiratie, materiaalwetenschap en digitale productie is klaar om de manier waarop we denken over mariene oppervlakken in de komende tien jaar te veranderen. Naarmate fabricagekosten dalen en de druk van de regelgeving stijgt, zullen biomimetische texturen waarschijnlijk standaardkenmerken worden op nieuwbouwschepen, net zoals bolvormige strikjes in de 20e eeuw. De wezens van de oceaan hebben al het probleem van de vloeistofdynamiek opgelost.Onze taak is om hun oplossingen te ontwikkelen tot duurzame, betaalbare producten voor de vloot van de wereld.