Ce n’est un secret pour personne que la soie d’araignée est l’un des matériaux les plus incroyables de la nature. Il est léger et extensible, aussi solide que l’acier et plus résistant que le Kevlar. Alors, des scientifiques ont découvert une nouvelle et étrange capacité. Une équipe dirigée par le MIT a découvert que lorsqu’elle est exposée à un certain niveau d’humidité, la soie d’araignée rétrécit et se tord soudainement, ce qui pourrait la rendre utile dans les muscles artificiels.
Bien que les deux mouvements se produisent en même temps, seul le rétrécissement était connu auparavant. Cette « supercontraction » s’est produite en réponse à l’humidité, qui est censée aider à maintenir les fibres tendues dans la rosée du matin. Après tout, les fibres serrées conduisent mieux les vibrations, de sorte que l’araignée peut mieux entendre la cloche du dîner.
Mais en étudiant cette réaction à l’humidité, l’équipe chargée de l’étude actuelle a découvert qu’il ne s’agissait pas seulement d’un rétrécissement mais aussi d’une torsion. Les chercheurs ont suspendu un poids de soie comme un pendule de fortune, puis ont augmenté l’humidité dans une chambre. À leur grande surprise, le pendule s’est mis à tourner dès que l’humidité a atteint un certain point.
La chambre d’humidité où les chercheurs ont testé la soie d’araignée
Pour comprendre comment cette torsion se produit, l’équipe a examiné la soie d’araignée en laboratoire et a créé des modèles informatiques de sa composition moléculaire. Le coupable s’est avéré être un acide aminé appelé proline, qui se trouve dans une protéine clé de la soie appelée MaSp2. On a découvert que les molécules d’eau brisaient certaines de ses liaisons hydrogène de façon inégale, ce qui déclenchait le mouvement de rotation.
L’équipe a également constaté que la rotation ne s’effectue que dans un seul sens et qu’elle commence lorsque l’humidité relative atteint environ 70 %. Bien que les scientifiques ne soient pas encore certains pourquoi l’araignée a besoin de fibres qui se tordent lorsqu’elles sont mouillées, il y a beaucoup d’applications utiles en robotique ou dans d’autres appareils.
Image au microscope électronique à balayage de brins de soie d’araignée
« La propension unique de la soie à subir une supercontraction et à présenter un comportement en torsion en réponse à des déclencheurs externes tels que l’humidité pourrait être exploitée pour concevoir des matériaux à base de soie sensibles qui peuvent être accordés avec précision à l’échelle nanométrique « , explique Anna Tarakanova, auteur de l’étude. « Les applications potentielles sont diverses : des robots et capteurs souples à humidité contrôlée, aux textiles intelligents et aux générateurs d’énergie verte. »
http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaau9183
http://news.mit.edu/2019/spider-silk-humidity-robotic-muscle-0301
