Brice Louvet, expert espace et sciences
Une équipe de chercheurs de l’Université de Cambridge, en Angleterre, rapporte avoir conçu des fibres superélastiques et solides presque entièrement composées d’eau qui pourraient être utilisées pour fabriquer des textiles, des capteurs et d’autres matériaux.
La soie d’araignée est l’un des matériaux les plus solides jamais composés par la nature. Les chercheurs ont longtemps essayé d’imiter ses propriétés pour toutes sortes d’applications avec plus ou moins de succès. « Nous n’avons pas encore entièrement recréé l’élégance avec laquelle les araignées font de la soie », explique le Dr Darshil Shah du département d’architecture de Cambridge, et coauteur de cette étude. La plupart des modèles jusqu’alors conçus nécessitent beaucoup d’énergie et impliquent une utilisation intensive de solvants nocifs. Cette nouvelle méthode, ou recette, est quant à elle plus écologique, non toxique, plus durable et peut être composée à température ambiante.
Les fibres conçues par l’équipe de Cambridge sont « filées » à partir d’un matériau souple appelé hydrogel composé à 98 % d’eau. Les 2 % restants de sont constitués de silice et de cellulose, tous deux des matériaux naturellement disponibles. Les interactions chimiques entre les différents composants permettent alors de retirer des fibres superélastiques presque entièrement composées d’eau et extrêmement minces — quelques millionièmes de mètre de diamètre seulement. Après environ trente secondes, l’eau s’évapore laissant une fibre toujours aussi élastique, mais également extra-solide.
« Bien que nos fibres ne soient pas aussi fortes que les soies d’araignées les plus solides, elles peuvent supporter des contraintes comprises entre 100 et 150 mégapascals, ce qui est similaire à d’autres soies synthétiques et naturelles », explique Darshil Shah. « Cependant, nos fibres ne sont pas toxiques et nécessitent beaucoup moins d’énergie ». Les fibres sont ici capables d’autoassemblage à température ambiante et sont maintenues ensemble par une chimie dite « supramoléculaire hôte-hôte » qui repose sur des forces autres que les liaisons covalentes où les atomes partagent des électrons.
La force de ces fibres dépasse celle des autres fibres synthétiques, telles que les viscoses à base de cellulose et les soies artificielles, ainsi que les fibres naturelles telles que les cheveux humains ou les poils d’animaux. En plus de leur force, les fibres présentent également une capacité d’amortissement très élevée, ce qui signifie qu’elles peuvent absorber de grandes quantités d’énergie, l’une des caractéristiques particulières de la soie d’araignée. « Nous pensons que cette méthode de fabrication de fibres pourrait être une alternative durable aux méthodes de fabrication actuelles », assurent les chercheurs.
