L’araignée tisseuse de dentelle, connue pour sa toile hérissée
Les nanofibres ont trouvé un usage dans de nombreuses applications, allant des pièces automobiles légères aux matériaux à haute résistance. Aujourd’hui, grâce à une nouvelle compréhension d’un certain groupe d’araignées, il pourrait bientôt être plus facile de travailler avec elles.
Bien que la plupart des toiles d’araignées soient constituées de fils de soie lisses enduits d’une colle naturelle, les araignées cribellate font les choses différemment. Les fils de leurs toiles ressemblent davantage à une « laine poilue », qui s’incruste dans le corps de leur proie.
En fabriquant leurs toiles, les araignées excrètent des milliers de nanofibres de soie à partir de leur abdomen. En utilisant deux rangées de poils spécialisés dans les pattes arrière, appelés calamistras, elles saisissent ces fibres et les « peignent » ensemble pour former les fils. Les araignées elles-mêmes ne se prennent pas dans ces fils pendant qu’elles les fabriquent.
Afin de mieux comprendre pourquoi elles ne le font pas, une équipe internationale de scientifiques a commencé par raser le calamistre des araignées cribellées « tisseuses de dentelle ». Lorsqu’ils ont ensuite examiné les pattes arrière des arachnides après que les animaux aient construit leur toile, les chercheurs ont constaté une accumulation de nanofibres de soie. Cela suggérait que le calamistre aidait non seulement à peigner les fibres, mais aussi à les empêcher de coller à l’araignée.
En outre, l’équipe a découvert que la surface de chaque poil de calamistra était recouverte d’un motif de nano-ondulations ressemblant à une empreinte digitale. Les tests ont montré qu’en minimisant la surface de contact totale entre les nanofibres et la soie, ces ondulations réduisaient les forces d’adhésion de van der Waals, empêchant ainsi les fibres de coller.
Une image au microscope des nano-ondulations sur une paire de poils de calamar
Les scientifiques ont procédé à la gravure au laser de motifs similaires sur des feuilles de poly(éthylène téréphtalate) (PET), qu’ils ont ensuite recouvertes d’une fine couche d’or. Lorsque ces feuilles ont ensuite été pressées contre de la soie d’araignée, elles ont résisté au collage presque aussi efficacement qu’un véritable calamistra.
On espère maintenant que cette technologie pourra être utilisée dans des outils permettant une manipulation plus simple et plus facile des nanofibres fabriquées par l’homme, ce qui les rendrait plus pratiques pour une utilisation généralisée.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c00130
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/acs-sct042220.php
