Les gouttelettes de colle sur les toiles d'araignées orb-weaver résistent au glissement grâce à l'adhésion, à l'allongement sous charge et au transfert de force dû aux granulés.

Introduction

Les araignées tissent des toiles complexes qui servent à la fois de foyer et de terrain de chasse. En spirale autour des fils de support pour former l'orbe caractéristique, les fils de capture des proies, de conception complexe, utilisent une série de gouttelettes collantes qui jouent un rôle essentiel dans l'efficacité de la toile. Ces gouttelettes ne sont pas simplement adhésives mais sont conçues pour capturer et retenir les insectes avec une efficacité remarquable.

La stratégie

Bien que les fils de capture des proies ne constituent pas tout ce qui constitue une toile d'araignée, ils constituent la majeure partie de la longueur et de la masse de la soie. Les fils sont formés par les filières, ou organes de fabrication de la soie, de l'araignée. Les fils sont constitués d'une paire de fibres axiales recouvertes d'une gaine de matériau collant qui se forme en gouttelettes de taille et d'espacement variables le long du fil, selon l'espèce.

Examinez une gouttelette au microscope et vous constaterez qu’il y a un granule à l’intérieur de chaque gouttelette. Une couche semblable à de la colle entoure le granule et une couche externe plus fluide l'entoure. C'est grâce à cette structure sophistiquée que les fils d'une toile d'araignée peuvent s'accrocher fermement aux insectes malchanceux qui entrent en contact avec eux.

Les couches externes des gouttelettes contribuent beaucoup au caractère collant des fils. Les granules en leur centre peuvent aider à les ancrer aux fibres du fil. Cela garantit que les morceaux collants du fil ne se déplacent pas le long des fibres. Maintenir les gouttelettes en place aide à retenir tout ce qui y adhère à son tour. Les ancrages de granules forcent également les gouttelettes à se comprimer et à s'étirer sous le poids des objets qui y sont collés, tandis que les fibres supportent la contrainte de ce poids. Les gouttelettes deviennent plus rigides et ressemblent à du plastique lorsqu'elles sont aplaties. Cette réponse physique à la pression contribue à la résistance structurelle qui fait la renommée de la soie d’araignée.

Une chaîne de gouttelettes en couches n'est peut-être pas ce à quoi vous imaginez un fil de soie d'araignée de près, mais ce sont les gouttelettes ancrées travaillant indépendamment les unes des autres qui donnent à une grande partie du fil son adhérence instantanée et implacable sur la proie. Les couches avec des textures variées semblent être la clé pour avoir à la fois flexibilité et résistance. Les granulés ne sont peut-être pas collants, mais ils garantissent que la colle adhère.

Le potentiel

La structure granulée des gouttelettes de soie d’araignée offre des possibilités innovantes en matière de technologie et de science des matériaux. Inspirés par le rôle des granules dans l'ancrage des couches collantes de glycoprotéines, les humains pourraient développer des adhésifs multicouches pour les bandages médicaux qui améliorent l'adhérence et l'efficacité, en particulier sur les articulations en mouvement ou dans des conditions humides.

En ingénierie structurelle, l’incorporation de particules granulaires dans les matériaux de construction pourrait améliorer l’absorption des chocs et augmenter la résistance à la traction, rendant les structures plus résilientes aux contraintes environnementales telles que les tremblements de terre.

Le concept pourrait également révolutionner l'industrie textile en produisant des tissus incrustés de microgranules pour offrir une durabilité et une flexibilité améliorées, idéales pour des vêtements de haute performance ou des vêtements de protection résistant à des conditions extrêmes.

Dernière mise à jour 24 avril 2024