La drague de soie des araignées en or orbienne dissipe l'énergie pour éviter la rotation – ScienceDaily

La dernière fois que vous avez regardé une araignée tomber du plafond sur une ligne de soie, elle a probablement descendu gracieusement sur son dragline au lieu de spirale incontrôlable, Parce que la soie d'araignée a une capacité inhabituelle à résister aux forces de torsion.

Dans un nouvel article apparaissant cette semaine dans Applied Physics Letters de AIP Publishing, des chercheurs de Chine et de l'U.K ont montré que, contrairement aux cheveux humains, aux fils métalliques ou aux fibres synthétiques, la soie d'araignée produit en partie lorsqu'elle est tordue. Cette propriété dissipe rapidement l'énergie qui, autrement, enverrait une araignée excitée à la fin de sa soie.

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

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

Les araignées utilisent la soie de dragline pour la jante extérieure et les rayons de leur bande, et comme une bouée de sauvetage quand ils tombent au sol. Le matériel a intrigué les scientifiques en raison de sa force, de leur élasticité et de leur capacité incroyables à conduire de 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 enquêter sur la soie de dragline à partir de deux espèces de tisserands orbes en soie dorée. Ils ont rassemblé des brins de soie d'araignées captives et ont suspendu les brins à l'intérieur d'un cylindre à l'aide de deux rondelles à la fin pour imiter une araignée. Le cylindre a isolé la soie des perturbations environnementales et a maintenu le fil à une humidité constante, car l'eau peut provoquer la contraction des fibres. Un plateau rotatif tournait la soie tandis qu'une caméra à grande vitesse enregistrait les oscillations de la soie avant et arrière sur des centaines de cycles.

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

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

Le groupe continuera à étudier comment la soie d'araignée réagit à la torsion de cette manière et examine également comment elle maintient sa rigidité pendant la torsion, quel effet l'humidité et le degré d'air contribuent à dissiper l'énergie. "Il faut beaucoup de travail supplémentaire", a déclaré Dunstan. "Cette soie d'araignée montre une propriété que nous ne savons simplement pas comment nous recréer, et c'est fascinant."

Source de l'histoire:

Matériel fourni par Institut américain de physique . Remarque: Le contenu peut être édité pour le style et la longueur.

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