La nanostructure complexe des ailes de cigale les aide à éliminer l'eau, la saleté et les bactéries et réfléchit la lumière pour éviter d'être détectée par les prédateurs.

Introduction

Lorsque les cigales périodiques émergent du sol tous les 13 ou 17 ans, elles muent en adultes qui peuvent déployer leurs ailes et voler et s'accoupler. Mais ils doivent éviter d'être alourdis par les gouttelettes de pluie, souillés par la saleté, infectés par des bactéries ou repérés et mangés par des prédateurs. Pour esquiver ce gant de dangers, tout ce qu'ils ont à faire est de le piloter.

La stratégie

Zoomez sur l'aile d'une cigale avec un microscope puissant et vous verrez que l'aile apparemment plate est tout sauf cela. Surgissant de la surface de l'aile se trouvent de minuscules piliers alignés rangée après rangée avec la précision d'une fanfare.

Chaque "nanopilier" ne mesure que quelques centaines de nanomètres de haut. C'est environ 4,000 XNUMX fois plus fin qu'un cheveu humain.

Une goutte d'eau, en revanche, est mille fois plus grosse. Ainsi, une goutte qui atterrit sur l'aile bosselée de la cigale n'a pas de surface plane à laquelle coller. Même de minuscules gouttelettes dans le brouillard et la brume ne peuvent pas obtenir de traction.

Les ailes sont également recouvertes d'une variété de substances cireuses naturellement hydrofuges. Contrairement à l'eau, qui a de légères charges positives et négatives à différentes extrémités de chaque molécule, ces composés sont non polaires. Cela signifie que les molécules d'eau sont électriquement attirées les unes vers les autres, mais pas vers les cires. Ces dissuasifs structurels et chimiques combinés incitent l'eau à glisser lorsque les ailes s'inclinent un peu, éliminant souvent toutes les particules de saleté dans le processus. Comme les gouttes d'eau, les bactéries potentiellement pathogènes sont également repoussées et éliminées par la structure cireuse des nanopiliers, évitant ainsi l'infection.

De plus, les nanopiliers, qui sont plus petits que les longueurs d'onde de la lumière visible, aident la cigale à éviter d'être mangée. Au lieu d'être réfléchie vers les yeux des prédateurs, la lumière qui frappe les ailes est piégée dans les coins et recoins entre les nanopiliers, permettant aux cigales de poursuivre leurs rituels romantiques en mode furtif.

Le potentiel

Différentes espèces de cigales ont des nanopiliers de différentes tailles, formes et espacements. Les scientifiques explorent les subtilités de diverses structures et modèles de nanopiliers pour voir comment ils fonctionnent pour repousser les liquides, dissuader les bactéries et empêcher la réflexion de la lumière. Et ils étudient des moyens de concevoir et de fabriquer des surfaces à l'échelle nanométrique qui ont ces propriétés utiles.

De nouveaux revêtements inspirés des ailes de cigale pourraient conduire à de meilleures surfaces hydrofuges, autonettoyantes, antibuée, antibactériennes et antireflets. Cela pourrait améliorer les performances des écrans, des capteurs, des instruments optiques, des équipements médicaux, des tableaux de bord des voitures et des dispositifs holographiques. Les revêtements antireflets pourraient améliorer le camouflage et capturer plus de lumière pour les cellules solaires. De meilleurs revêtements hydrofuges pourraient empêcher l'eau de coller aux tuyaux et augmenter l'efficacité des appareils de transport d'eau.

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Dernière mise à jour 24 août 2021