Des chercheurs tissent une toile d'araignée plus solide et élastique
Des chercheurs allemands ont rajouté de faibles quantités de métal à la soie des araignées pour la rendre plus solide et plus élastique. Cette technique permettrait de développer des textiles très résistants, ainsi que des fils chirurgicaux ou tissus artificiels tels que des os ou des tendons, expliquent les chercheurs. Ces matériaux légers et solides pourraient également être utiles dans les domaines aussi divers que la construction, l'aviation et l'aérospatiale. La soie des araignées est connue pour être plus solide et légère que l'acier. Dans cette étude, publiée par la revue Science, les chercheurs ont utilisé un tour que la Nature emploie dans le but de renforcer les propriétés de ce matériau déjà remarquable. Bon nombre d'insectes et d'animaux utilisent de faibles quantités de métaux comme le zinc, le manganèse, le calcium ou le cuivre pour rendre plus dures et rigides certaines parties de leur corps, tels que les mandibules, griffes ou dards. Les chercheurs ont utilisé la technique de dépôt par couche atomique (ALD) pour introduire des ions de zinc, de titane et d'aluminium dans la soie des araignées Normalement, cette technique laisserait simplement une couche d'oxyde métallique à la surface de la fibre traitée; appliquée sur la soie des araignées, elle n'aurait que peu d'impact. Toutefois, en adaptant quelque peu la technique, les chercheurs sont parvenus à introduire des ions métalliques dans la soie. Ainsi traitée, la soie devient plus solide et plus élastique; selon les chercheurs, il faudrait dix fois plus d'énergie pour la rompre. «Nos travaux sont très prometteurs d'un point de vue pratique, car de nombreux biomatériaux peuvent être renforcés et rendus plus ductiles grâce à cette nouvelle méthode», expliqua le Dr Mato Knez de l'Institut Max Planck de physique microstructurelle en Allemagne. Cependant, cette technique ne fonctionne que pour les matériaux composés principalement de protéines. Néanmoins, le Dr Knez et son équipe l'utilisent déjà à leur avantage, par exemple pour renforcer des fils de collagène, la protéine qui empêche nos os de se casser et notre peau de se déchirer. Cependant, le mécanisme permettant au métal de s'infiltrer dans la soie et de la rendre plus solide est encore inconnu. Mais les chercheurs ont plusieurs hypothèses. «Nous pensons que les atomes métalliques relient les molécules protéiques les unes aux autres», avance le Dr Knez. Normalement, les molécules qui composent la soie sont reliées par des liaisons hydrogène. Lors du processus de dépôt par couche atomique, ces liaisons s'affaiblissent ou se cassent, permettant aux atomes métalliques de les remplacer par des liaisons plus solides. Le Dr Knez souligne que cette nouvelle soie plus résistante n'engendrera pas d'application industrielle dans un futur proche; en effet, les araignées ne sont pas des espèces faciles à élever et la quantité de soie qu'elles produisent est relativement faible. Néanmoins, il espère que cette nouvelle technique mènera au développement de nouveaux matériaux. Il conclut: «Nous sommes pratiquement sûrs d'être en mesure d'améliorer les propriétés des matériaux synthétiques qui imitent les tissus naturels grâce à notre nouvelle méthode».
Pays
Allemagne