Depuis des décennies, Spider-Man inspire petits et grands avec ses incroyables toiles qui lui permettent de se balancer entre les immeubles et de capturer ses ennemis. Toutefois, si ces exploits appartenaient jusqu’ici au domaine de la fiction, des chercheurs de l’université Tufts, aux États-Unis, ont fait un grand pas en avant vers la transformation de ce rêve en réalité. Ils ont en effet développé une technologie capable de projeter des fibres de soie adhésives et solides à la manière des toiles de l’homme-araignée. Bien que cette innovation soit encore à ses débuts, elle ouvre la voie à de nombreuses applications fascinantes.
La nature comme source d’inspiration
Pour survivre, les plantes et les animaux ont développé des stratégies ingénieuses pour s’adapter à leur environnement. Parmi ces adaptations, la production de soie est un mécanisme fascinant utilisé par plusieurs espèces, notamment les araignées ainsi que certains insectes comme les papillons et les mouches. La soie leur permet de construire des cocons, de tisser des toiles pour capturer des proies ou encore de créer des structures de déplacement.
La soie d’araignée est plus particulièrement célèbre pour ses propriétés remarquables : fine, légère, mais incroyablement résistante, elle peut supporter des charges impressionnantes tout en restant flexible. Cette ingéniosité naturelle a inspiré les chercheurs du Silklab, à l’université Tufts, à développer de nouveaux matériaux innovants à base de soie.
Ce laboratoire est déjà à l’origine de nombreuses avancées technologiques. En s’inspirant des propriétés de la soie, les chercheurs ont en effet réussi à développer des adhésifs ultra-puissants capables de fonctionner sous l’eau, des capteurs pour surveiller l’environnement et même des revêtements comestibles qui prolongent la durée de conservation des aliments. Pourtant, un défi restait de taille : reproduire la capacité des araignées à créer des fils de soie aussi résistants et multifonctionnels que ceux qu’elles utilisent pour tisser leurs toiles.
Une découverte accidentelle mène à une innovation incroyable
Comme cela arrive souvent dans le monde scientifique, la découverte des fibres inspirées de Spider-Man a été le fruit d’un heureux accident. Marco Lo Presti, professeur adjoint de recherche à l’université Tufts, travaillait initialement sur la création d’adhésifs résistants à base de fibroïne de soie, une protéine qui compose les fils de soie naturels. Un jour, alors qu’il nettoyait du matériel avec de l’acétone, il a observé que des fibres, semblables à des toiles d’araignée, se formaient spontanément. Cette découverte inattendue l’a poussé à étudier de plus près la réaction chimique à l’œuvre et à comprendre comment la fibroïne de soie pouvait passer rapidement de l’état liquide à solide.
Fort de cette observation, Lo Presti et son équipe ont réussi à affiner le processus. En ajoutant de la dopamine à la solution de fibroïne de soie, ils ont accéléré la solidification du matériau. Lorsque cette solution est extrudée à travers une aiguille et exposée à l’air, elle se transforme instantanément en un fil solide tout en adhérant aux surfaces qu’elle touche. Pour améliorer encore la résistance des fibres, les chercheurs ont incorporé du chitosane, une substance extraite des exosquelettes d’insectes qui augmente ainsi la force des fibres jusqu’à 200 fois leur résistance initiale.
Ces fibres étonnantes peuvent varier en épaisseur, allant de la taille d’un cheveu humain à un demi-millimètre. Lors des tests en laboratoire, elles se sont montrées capables de soulever des objets jusqu’à 80 fois plus lourds qu’elles tels qu’un boulon en acier ou un cocon de soie. Elles ont même permis de déplacer des objets plus complexes, comme un scalpel partiellement enterré dans le sable, sur des distances allant jusqu’à douze centimètres.
Applications potentielles de cette innovation
Si cette technologie en est encore à ses débuts, ses applications sont vastes et prometteuses. Ces fibres pourraient en effet être utilisées dans de nombreux domaines comme la médecine où elles permettraient de manipuler des objets délicats sans les toucher directement ou encore dans des environnements où il est dangereux ou impossible pour un humain d’intervenir physiquement. De plus, avec leur capacité à adhérer à des surfaces variées, elles pourraient jouer un rôle important dans la construction de structures flexibles et résistantes.
Bien sûr, la soie naturelle produite par les araignées reste environ 1 000 fois plus résistante que les fibres synthétiques développées en laboratoire. Néanmoins, cette découverte marque un pas de géant vers une utilisation plus large des matériaux inspirés de la nature. Les chercheurs espèrent que grâce à de nouvelles avancées, ils pourront améliorer encore la résistance et la polyvalence de ces fibres.
