Wat als we kunstmatige bijen konden maken die ons hielpen bij de voedselproductie? Ola Gjønnes Grendal kookt de materialen die daarvoor nodig zijn.

Tot 30 procent van het voedsel dat we eten is direct of indirect afhankelijk van bestuiving door bijen. Maar door pesticiden en andere gifstoffen, klimaatverandering en verlies van leefgebied, we zien een afname van het aantal en de diversiteit van bijen in de wereld.

Bijen worden ook actief gebruikt voor landbouwbestuiving, waar ze rondgereden worden in grote vrachtwagens. Dit veroorzaakt stress bij de bijen, wat op zijn beurt een factor is die bijdraagt ​​aan hun toenemende sterfte.

Piëzo-elektrische materialen

Ola Gjønnes Grendal is materiaaltechnoloog bij NTNU en werkt met iets dat piëzo-elektrische materialen wordt genoemd. Dit is het ingrediënt dat kan veranderen in kunstmatige bijen.

"Deze materialen zijn echt gaaf, " zegt Grendal. "Een van hun eigenschappen is dat ze uitzetten als je er elektrische spanning op zet, maar keer terug naar normaal wanneer de elektrische spanning wordt verwijderd. Je kunt deze functie gebruiken om een ​​kleine en efficiënte motor te creëren die de manier waarop bijen vliegen kan nabootsen."

Piëzo-elektrische materialen werken het beste bij hoge frequenties, die perfect is om de manier waarop bijen vliegen na te bootsen. Grendal legt uit dat om dit allemaal te laten werken, je hebt een stroombron nodig, zoals een kleine batterij die werkt als brandstof, een soort chassis dat alles bij elkaar houdt en hulpstukken die de beweging van de piëzo-elektrische spieren naar de vleugels overbrengen.

Het materiaal onder druk koken

Grendal gebruikt een methode genaamd hydrothermische synthese, wat in wezen hetzelfde is als een snelkookpan. Maar om de perfecte piëzo-elektrische materialen te creëren, hij moet zien wat er in het fornuis gebeurt.

En dat maakt Grendals onderzoek extra spannend, volgens hemzelf. Met behulp van röntgenstralen kan hij de materialen zien die binnenin worden gevormd.

"We kunnen zien wanneer de materialen zich vormen en hoe snel ze groeien en welke vorm ze aannemen en hoe groot ze worden. Op deze manier kunnen we de resultaten krijgen die we willen, " hij zegt.

Enkele prototypes

De bijdrage van Grendal is een recept dat perfecte staafvormige piëzo-elektrische materialen maakt die als kunstmatige bijen kunnen worden gebruikt.

"Er zijn al enkele prototypes van kleine vliegende bijen, maar we hebben nog een lange weg te gaan van het hebben van een kleine bij die kan vliegen, naar het hebben van genoeg van hen om al het voedsel dat we nodig hebben te bestuiven, " hij zegt.

Grendal maakt deel uit van het FASTS-project onder leiding van professor Mari-Ann Einarsrud. Eerder dit najaar was hij ook finalist in de wedstrijd van de Investeerders Grand Prix 2019 in Trondheim.