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Les araignées apprennent aux scientifiques comment créer un tout nouveau matériau liquide-solide

Des scientifiques financés par l'UE apprennent comment reproduire un fil de soie d'araignée et sa capacité unique à rester tendu.
Les araignées apprennent aux scientifiques comment créer un tout nouveau matériau liquide-solide
Si vous observez une toile d'araignée active, vous remarquerez qu'elle maintient toujours sa forme. Même après avoir piégé un insecte, la toile d'une araignée peut s'enrouler autour du fil tendu pour retrouver sa tension, un phénomène qui fascine les scientifiques depuis des décennies. Les forces physiques minuscules et apparemment incroyables à l'œuvre dans une toile d'araignée sont déroutantes, ce n'est que maintenant que les scientifiques commencent à le comprendre.

Fritz Vollrath, coordinateur du projet SABIP (Silks as Biomimetic Ideals for Polymers) financé par l'UE a découvert qu'une toile se compose du fil de soie produit par l'araignée mais aussi de minuscules gouttelettes de colle disposées le long du fil. Ce n'est pas l'araignée qui produit ces gouttelettes. Elle recouvre le fil d'une fine couche de matériau collant, qui par la suite absorbe l'eau de l'atmosphère. La colle gonfle puis devient instable et forme des gouttelettes, explique M. Vollrath.

Les gouttelettes servent principalement à capturer la proie, mais elles peuvent retendre le filament de soie pour maintenir sous tension toute la toile. Une infime gouttelette, qui mesure environ un dixième de millimètre, peut enrouler plus de 20 cm de fil en le tassant dans la gouttelette. Le fil peut être enroulé et déroulé plusieurs fois.

Il est impressionnant de noter que la combinaison soie-gouttelette se comporte comme du solide et du liquide, ce qui a conduit l'équipe SABIP à Oxford et ses collaborateurs à l'université de Pierre et Marie Curie à l'appeler «fil liquide». «Lorsque que le fil de la toile d'araignée est tendu, on dirait un solide particulièrement élastique (propriété conférée par ses nano-ressorts moléculaires). Mais une fois compressé, il se comporte comme du liquide et se rétrécit sans limite apparente tout en exerçant une tension constante», affirme M. Vollrath.

«Il s'agit réellement d'une nouvelle classe de matériaux. Un composite de soie complexe que l'on n'avait jamais pu imaginer», ajoute Hervé Elettro, chercheur principal de l'équipe parisienne dont le PhD a notamment porté sur cette découverte.

Comprendre ce comportement unique a conduit les chercheurs de l'équipe à créer une soie synthétique présentant les mêmes propriétés que la toile d'araignée, à l'aide d'un fil de nylon et d'une solution sucrée. De plus, cette soie synthétique est produite à température ambiante, sans aucun produit chimique agressif et est facilement recyclable.

«La question qui se pose est que pouvons-nous faire avec ce matériau. Pouvons-nous l'améliorer? Doit-il être intégré à quelque chose? Cette technique est encore très récente et nous explorons les possibilités liées au potentiel de ces forces minuscules», poursuit Vollrath.

Un second étudiant en PhD collabore actuellement avec l'équipe parisienne afin d'explorer les nouveaux dispositifs fondés sur cette découverte, financée principalement par la recherche française.

«Le financement de l'UE, et le mélange des cultures universitaires françaises et anglo-saxonnes encouragés par l'UE, étaient la clé de notre fantastique découverte et de la création d'un fil liquide synthétique», conclut Vollrath.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet CORDIS
site web d'Oxford Silk Group

Source: D'après un entretien avec le coordinateur du projet

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