La dernière fois que tu as vu une araignée tomber du plafond sur une ligne de soie, il est probablement descendu gracieusement sur sa dragline au lieu de tourner en spirale de manière incontrôlable, parce que la soie d'araignée a une capacité inhabituelle à résister aux forces de torsion.

Dans un nouvel article paru cette semaine dans Lettres de physique appliquée , des chercheurs de Chine et du Royaume-Uni ont montré que contrairement aux cheveux humains, fils métalliques ou fibres synthétiques, la soie d'araignée cède partiellement lorsqu'elle est tordue. Cette propriété dissipe rapidement l'énergie qui, autrement, enverrait une araignée excitée tourner au bout de sa soie.

"La soie d'araignée est très différente des autres, des matériaux plus conventionnels, " a déclaré Dabiao Liu de l'Université des sciences et technologies de Huazhong. " Nous constatons que la dragline du Web se tord à peine, donc nous voulons savoir pourquoi.

Une meilleure compréhension de la résistance de la soie d'araignée à la filature pourrait conduire à des fibres biomimétiques qui imitent ces propriétés pour de multiples utilisations potentielles telles que dans les cordes de violon, échelles de sauvetage pour hélicoptère et cordes de parachute. "Si nous comprenions comment la soie d'araignée y parvient, alors peut-être pourrions-nous incorporer les propriétés dans nos propres cordes synthétiques, " a déclaré David Dunstan de l'Université Queen Mary de Londres.

Les araignées utilisent de la soie de dragline pour le bord extérieur et les rayons de leurs toiles, et comme bouée de sauvetage lors de la chute au sol. Le matériau a intrigué les scientifiques en raison de sa force incroyable, élasticité et capacité à conduire la chaleur, mais peu de recherches se sont concentrées sur ses propriétés de torsion - comment il réagit à la torsion.

Les chercheurs ont utilisé un pendule de torsion, le même outil utilisé par Henry Cavendish pour peser la Terre dans les années 1790, pour étudier la soie de dragline de deux espèces de tisserands d'orbes en soie dorée. Ils ont collecté des brins de soie sur des araignées captives et suspendu les brins à l'intérieur d'un cylindre à l'aide de deux rondelles à l'extrémité pour imiter une araignée. Le cylindre isolait la soie des perturbations environnementales et maintenait le brin à une humidité constante, car l'eau peut provoquer la contraction des fibres. Une plaque tournante tordait la soie tandis qu'une caméra à grande vitesse enregistrait les oscillations de va-et-vient de la soie sur des centaines de cycles.

Contrairement aux fibres synthétiques et aux métaux, la soie d'araignée se déforme légèrement lorsqu'elle est tordue, qui libère plus de 75 pour cent de son énergie potentielle, et les oscillations ralentissent rapidement. Après torsion, la soie se rétracte partiellement.

L'équipe soupçonne que ce comportement inhabituel est lié à la structure physique complexe de la soie, constitué d'un noyau de fibrilles multiples à l'intérieur d'une peau. Chaque fibrille a des segments d'acides aminés en feuillets organisés et d'autres en chaînes en boucle non structurées. Ils proposent que la torsion provoque l'étirement des feuilles comme un élastique, et déformer les liaisons hydrogène reliant les chaînes, qui se déforment comme du plastique. Les feuilles peuvent retrouver leur forme d'origine, mais les chaînes restent partiellement déformées. Le pendule présente ce changement avec une amplitude réduite des oscillations de la soie, ainsi qu'un déplacement du point d'équilibre de l'oscillation.

Le groupe continuera d'étudier comment la soie d'araignée réagit à la torsion de cette manière et étudie également comment elle maintient sa rigidité pendant la torsion, quel effet l'humidité a-t-elle et dans quelle mesure l'air aide-t-il à dissiper l'énergie. « Il y a encore beaucoup de travail à faire, " a déclaré Dunstan. " Cette soie d'araignée affiche une propriété que nous ne savons tout simplement pas comment recréer nous-mêmes, et c'est fascinant."