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Quand on pense à la soie, l’image la plus familière est celle d’un ver à soie filant son propre fil. Mais le monde des adhésifs naturels est bien plus vaste :le cocon d’une chenille, la soie utilisée par un ver pour descendre, et même les brins produits par la soie d’araignée, tous témoignent de la maîtrise de la nature en matière d’adhésion et de résistance. Une avancée récente au Silklab de l'Université Tufts démontre comment un matériau à base de soie peut imiter la légendaire sangle Spider-Man.
Les chercheurs de Tufts travaillent avec des soies naturelles et les transforment en biomatériaux pour des applications avancées. En utilisant la fibroïne de soie régénérée (RSF), une protéine dérivée de l'ébullition des cocons de papillons de soie et de la dissolution des fibres, les scientifiques ont développé des revêtements comestibles pour prolonger la durée de conservation des produits et des colles sous-marines qui surpassent les adhésifs conventionnels. Lors d'une découverte accidentelle, le professeur adjoint MarcoLoPresti a observé la formation d'un film semblable à une toile sur le verre après un nettoyage à l'acétone. Des expériences plus poussées ont révélé qu'une solution RSF pouvait se solidifier presque instantanément et soulever de petits objets, rappelant les sangles d'une bande dessinée. L'étude a été publiée dans *Advanced Functional Materials* en septembre 2024.
LoPresti, passionné de Spider‑Man, a passé 18 mois à tester des mélanges RSF avec des solvants organiques. Le RSF exposé à l’acétone ou à l’éthanol forme des hydrogels semi-solides, mais la transition peut prendre des heures. L'ajout de dopamine, connue pour créer des adhésifs exceptionnellement puissants, a accéléré la solidification en éloignant l'eau de la fibroïne, produisant des fibres qui adhèrent fortement aux surfaces, semblables à l'adhérence des balanes.
L’équipe a extrudé la solution à travers une aiguille coaxiale, créant un mince filet enveloppé d’acétone. Au fur et à mesure que l'acétone s'évaporait, la fibre se solidifiait au contact. En incorporant du chitosane, un dérivé de l'exosquelette d'insecte, les fibres ont gagné en résistance à la traction jusqu'à 200 fois. Un tampon borate a encore augmenté l'adhésivité de 18 fois. Ces améliorations ont permis aux fibres de soulever des objets jusqu'à 80 fois leur propre poids, notamment un scalpel partiellement enterré, un boulon en acier et un bloc de bois.
LoPresti a déclaré à *Tufts Now* :"Les araignées filent la soie directement à partir de leurs glandes, entrant physiquement en contact avec les surfaces pour construire des toiles. Nous démontrons un moyen de tirer une fibre à partir d'un appareil, puis d'adhérer et de ramasser un objet à distance, transformant essentiellement un principe naturel en une technologie inspirée des super-héros. "
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Dans un épisode de *The Official Marvel Podcast*, le professeur Fiorenzo Omenetto du département d'ingénierie biomédicale de Tufts a souligné le potentiel du laboratoire pour créer un lanceur Web monté au poignet. Il a souligné que les matériaux naturels peuvent réaliser des exploits inattendus. "La résistance à la traction et l'élasticité de la soie lui permettent d'absorber de l'énergie et de supporter de lourdes charges", a expliqué Omenetto. "Lorsque nous concevons ces matériaux, ces propriétés sont conservées, ce qui nous permet de concevoir des systèmes capables de supporter un poids important sans se casser."
Omenetto a également noté que leur laboratoire avait produit une toile légère capable de supporter 4 000 fois son poids. Même si les araignées sont moins accessibles que les chenilles, la biologie sous-jacente de la soie offre une voie prometteuse vers des adhésifs fonctionnels et à haute résistance.