Honingbijen besteden elke dag uren aan het verzamelen van stuifmeel en het verpakken ervan in nette bundels die aan hun achterpoten zijn bevestigd.

Maar al dat harde werk kan tijdens een plotselinge regenbui meteen ongedaan worden gemaakt, ware het niet voor twee stoffen die het insect gebruikt om het stuifmeel stevig op zijn plaats te houden:bijenspuug en bloemenolie.

Nu bekijken onderzoekers van het Georgia Institute of Technology dat mengsel van ingrediënten als een model voor een bio-geïnspireerde lijm vanwege de unieke kleefeigenschappen en het vermogen om plakkerig te blijven onder een reeks van omstandigheden.

"Een bij komt niet alleen natte en vochtige omgevingen tegen, maar ook winderige en droge omgevingen, dus zijn stuifmeelkorrel moet die variaties in vochtigheid tegengaan terwijl hij vast blijft zitten, " zei J. Carson Meredith, een professor aan de Georgia Tech's School of Chemical and Biomolecular Engineering. "Het is voor synthetische lijmen nog steeds een uitdaging om dit soort veranderingen in vochtigheid te weerstaan."

In een studie gepubliceerd op 26 maart in het tijdschrift Natuurcommunicatie en gesponsord door het Air Force Office of Scientific Research, de onderzoekers beschreven hoe die twee natuurlijke vloeistoffen samenwerken om de premie van de bij te beschermen terwijl deze teruggaat naar zijn bijenkorf.

Het eerste bestanddeel van de lijm zijn de eigen speekselafscheidingen van de bij, die de stuifmeelkorrels omhullen en aan elkaar laten kleven. De bijen produceren die suikerachtige afscheidingen, het hoofdbestanddeel van honing, van nectar drinken ze van de bloemen.

Het tweede ingrediënt is een plantaardige olie die de stuifmeelkorrels bedekt, pollenkitt genaamd, die helpt de hechtende eigenschappen van de nectar te stabiliseren en te beschermen tegen de impact van te veel of te weinig vochtigheid.

"Het werkt op dezelfde manier als een laag bakolie die een plas siroop bedekt, "Zei Meredith. "De olie scheidt de siroop van de lucht en vertraagt ​​het drogen aanzienlijk."

De onderzoekers testten de hechtende eigenschappen van de bijenlijm door de op olie gebaseerde component te scheiden van de op suiker gebaseerde component en te evalueren hoe plakkerig de nectar bleef onder verschillende vochtigheidsomstandigheden. Zoals verwacht, toen de luchtvochtigheid toenam en de nectar meer water absorbeerde, de hechtende eigenschappen verminderden. Hetzelfde effect was waar toen de vochtigheid afnam en de nectar uitdroogde. In de tussentijd, onder vergelijkbare omstandigheden, nectar bedekt met de pollenkitt-olie bleef plakkerig ondanks veranderingen in de vochtigheid.

"Wij geloven dat je de essentiële concepten van dit materiaal kunt nemen en een nieuwe lijm kunt ontwikkelen met een waterafstotende externe olielaag die op dezelfde manier beter bestand is tegen vochtigheidsveranderingen, "Zei Meredith. "Of mogelijk zou dit concept van toepassing zijn op het beheersen van de werktijd van een lijm, zoals het vermogen om te vloeien en de tijd om te drogen of uit te harden."

Het onderzoeksteam, waaronder Victor Breedveld, een universitair hoofddocent aan de School of Chemical and Biomolecular Engineering, onderzocht ook de dynamiek van de bijenlijm.

"Wij wilden weten, als het stuifmeel zo stevig aan de achterpoten van de bij kan blijven zitten, hoe slagen de bijen erin om het te verwijderen wanneer ze terugkeren naar de korf, ' zei Meredith.

Het antwoord ligt misschien in de snelheidsgevoelige reactie van de lijm. Met andere woorden, hoe sneller de kracht die het probeert te verwijderen, hoe meer het zou weerstaan.

"Dit is een eigenschap van capillaire hechting, waarvan we denken dat ze kunnen worden ingezet en op maat gemaakt voor specifieke toepassingen, zoals het regelen van beweging in microscopische of nanoschaal apparaten, op gebieden variërend van bouw tot geneeskunde, ' zei Meredith.