Les chercheurs du laboratoire Silklab ont accompli une prouesse technique en développant une technologie de projection de fibres inspirée des super-héros. Leur innovation permet de projeter un matériau liquide qui se solidifie instantanément en un fil capable d’adhérer à des objets et de les soulever. Cette réalisation, fruit d’une découverte fortuite, élargit le champ des possibilités dans le domaine des matériaux biomimétiques et pourrait trouver des applications dans divers secteurs industriels.
Les scientifiques du Silklab ont puisé leur inspiration dans les capacités naturelles des araignées et d’autres insectes à produire de la soie. La particularité de leur invention réside dans la possibilité de projeter un fil à distance, une caractéristique jusqu’alors réservée aux super-héros de bandes dessinées.
«En tant que scientifiques et ingénieurs, nous naviguons à la frontière entre l’imagination et la pratique. C’est là que toute la magie opère. Nous pouvons être inspirés par la nature. Nous pouvons être inspirés par les bandes dessinées et la science-fiction. Dans ce cas, nous voulions réinventer notre matériau de soie pour qu’il se comporte de la manière dont la nature l’a conçu à l’origine, et dont les auteurs de bandes dessinées l’ont imaginé.» a expliqué le professeur Fiorenzo Omenetto, directeur du Silklab.
Une découverte fortuite aux multiples applications
L’origine de cette innovation remonte à une observation inattendue du Dr Marco Lo Presti, professeur assistant de recherche à Tufts. Alors qu’il nettoyait de la verrerie avec de l’acétone, un matériau semblable à une toile s’est formé au fond du verre. Cette découverte a permis de surmonter plusieurs défis techniques pour reproduire les propriétés des fils d’araignée.
Le Dr Lo Presti a souligné : «Si l’on observe la nature, on constate que les araignées ne peuvent pas projeter leur toile. Elles filent généralement la soie à partir de leur glande, entrent en contact physique avec une surface et tirent les fils pour construire leurs toiles. Nous démontrons un moyen de projeter une fibre à partir d’un dispositif, puis d’adhérer à un objet et de le soulever à distance. Plutôt que de présenter ce travail comme un matériau bio-inspiré, il s’agit vraiment d’un matériau inspiré des super-héros.»
Un procédé innovant pour des fibres aux propriétés remarquables
Les chercheurs ont utilisé une solution de fibroïne de soie, obtenue à partir de cocons de vers à soie, à laquelle de la dopamine et de la chitosane ont été ajoutées. Ce mélange est ensuite projeté à travers une aiguille coaxiale entourée d’une couche d’acétone, déclenchant ainsi la solidification instantanée de la fibre.
Les fibres ainsi produites présentent des propriétés mécaniques impressionnantes. Leur diamètre varie de celui d’un cheveu humain à environ un demi-millimètre, selon le calibre de l’aiguille utilisée. Les chercheurs ont démontré que ces fibres peuvent soulever des objets pesant jusqu’à 80 fois leur propre poids, dans diverses conditions.
Perspectives et limites de la technologie
Bien que les performances de ces fibres artificielles soient remarquables, elles restent encore inférieures à celles de la soie d’araignée naturelle, qui est environ 1000 fois plus résistante. Néanmoins, les chercheurs envisagent avec optimisme les possibilités d’amélioration de leur technologie.
Cette innovation pourrait trouver des applications dans de nombreux domaines, tels que la robotique, la médecine ou l’industrie textile. Les chercheurs poursuivent leurs travaux sur l’optimisation de leur procédé, avec l’objectif d’atteindre des performances toujours plus proches de celles observées dans la nature.
Légende illustration : Un flux liquide de solution de soie se solidifie en une fibre, adhère à un bécher de laboratoire en verre et le soulève.
Article : « Dynamic Adhesive Fibers for Remote Capturing of Objects » – DOI: 10.1002/adfm.202414219
