De minuscules poils sur l'abdomen d'une abeille réduisent la friction pendant la flexion, économiser de grandes quantités d'énergie pendant les activités quotidiennes de l'abeille. Crédit :Adapté de Matériaux et interfaces appliqués ACS
Regarder les abeilles bourdonner parmi les fleurs, il est facile de voir comment l'expression "occupé comme une abeille" est née. L'un des nombreux mouvements que fait le corps d'une abeille est la courbure et le redressement répétitifs de son abdomen. Maintenant, chercheurs rapportant dans Matériaux et interfaces appliqués ACS ont découvert que les poils minuscules réduisent la friction de ces mouvements, économiser de l'énergie pour les activités quotidiennes des insectes industrieux tout en réduisant l'usure. Ces connaissances pourraient aider les chercheurs à concevoir des pièces mobiles plus durables.
L'abdomen d'une abeille est divisé en plusieurs plaques externes résistantes qui constituent son exosquelette. Lorsque l'abdomen fléchit et s'étend, ces segments glissent les uns sur les autres, créant des frictions. Cependant, les portions de chevauchement des segments présentent très peu d'usure, une découverte qui a intrigué les scientifiques. Jieliang Zhao, Shaoze Yan et ses collègues voulaient enquêter sur le mécanisme antifriction de l'abdomen des abeilles, qui pourrait un jour être utilisé pour prolonger la durée de vie des dispositifs logiciels d'ingénierie, tels que les actionneurs et les charnières.
Les chercheurs ont observé des abdomens d'abeilles au microscope électronique à balayage, trouver de nombreux poils ramifiés sur la surface externe. Puis, par microscopie à force atomique, ils ont mesuré la friction causée par le déplacement d'un segment exosquelettique sur une surface poilue ou glabre. Sous la même charge, le frottement pour la surface velue était inférieur à celui d'une surface lisse. Au fur et à mesure que la charge augmentait, friction pour la surface glabre rose, alors qu'aucune augmentation évidente de la friction n'a été observée pour la surface velue. Les chercheurs ont calculé que la surface velue réduisait l'abrasion pendant la contraction abdominale d'environ 60 % et économisait également de l'énergie à chaque contraction. Cela s'ajoute à une grande quantité d'énergie conservée qui est essentielle pour mener les activités quotidiennes des abeilles, disent les chercheurs.