ENGINEERINGNET.BE - De luchtwegen van alle dieren zijn bedekt met cellen waar trilhaartjes op zitten. Deze trilhaartjes bewegen en vervoeren een dun laagje vloeistof.
Bij grote zoogdieren, zoals mensen, bevat die vloeistoflaag slijmstrengen die gevaarlijke deeltjes, zoals bacteriën en pollen, vangen en afvoeren. Slijmstrengen worden in kleine klieren gemaakt, en komen dan aan het oppervlak van de vloeistoflaag terecht.
Daar bewegen ze vervolgens eerst met de stroom mee, maar op een gegeven moment draaien ze negentig graden om. “Dat is best handig: als je iets wil schoonmaken, ga je met de bezem ook loodrecht en niet in de richting van het vuil mee”, aldus natuurkundige Meike Bos van UUtrecht.
“Als je kijkt naar natuurkundige wetten, kunnen deze strengen eigenlijk niet zomaar omdraaien. Volgens de regels van de natuurkunde blijft een langwerpig object in een stroming rechtdoor gaan”, legt Bos uit.
“Als je bijvoorbeeld een draad vast hebt aan één kant in stromend water, beweegt de draad mee met de richting van de stroom. Net als in de wind.”
Wanneer je enkel naar het gedrag van de slijmstrengen kijkt, lijken ze dus niet te luisteren naar de wetten van de natuurkunde. Ze draaien namelijk tegen de stroming in. Dat betekent volgens Meike niet dat de natuurkunde niet klopt, maar dat er nog iets anders aan de hand moet zijn.
Met haar computersimulatie onderzocht ze of kleine, andere plakkerige deeltjes in de longen effect hebben op de lange, draaiende slijmstrengen.
Zo ontdekte ze dat deze kleinere slijmdruppeltjes vast kunnen plakken aan de langere slijmstrengen, en op die manier de draaiing, de vorm én de snelheid van de lange slijmstrengen verklaren.
Bos: "Het liefst zou je natuurlijk direct in de longen van mensen en andere zoogdieren kijken en onderzoeken hoe dit soort fenomenen in elkaar zitten, maar helaas kan dat nog niet. Simulaties helpen je om over een systeem na te denken en dingen te testen. Maar ook wanneer je je experiment beter wil begrijpen, kun je daar computersimulaties voor inzetten.”
