Voici une merveille de technologie, une bande adhésive utilisable des centaines de fois, sans que jamais son pouvoir adhésif ne diminue. ![]() Il ne servirait à rien d’entamer une recherche dans le Who’s who ? du monde scientifique, vous ne l’y trouveriez pas. Il ne possède aucun laboratoire de recherche perfectionné, et ses outils technologiques sont des plus primaires. ![]()
Si c’est ainsi,
demanderez-vous, comment une si humble créature a-t-elle abouti à ce qui donnerait du fil à retordre à tous les physiciens de la terre ? Certes, il n’existe à ce jour aucune réponse à cette question. Mais il n’en reste pas moins qu’en domaine d’adhérence, le Gecko est un véritable génie. Comment réussit-il ce prodige ?
![]() Le Gecko n’est en réalité pas l’unique bête au monde capable de se promener allégrement la tête inversée, mais contrairement aux autres, le Gecko ne possède sur la plante de ses pattes nulle colle, et il ne laisse derrière lui aucune trace aqueuse de son passage. ![]()
Il ne fait pas non plus usage de fissures microscopiques dans lesquelles il pourrait s’agripper, les chercheurs ont en effet découvert qu’il n’avait aucun problème à se promener sur des surfaces parfaitement lisse, comme sur du verre par exemple.
Alors en fin de compte, comment réussit-il ce prodige ? En fait, il s’avère que le fabuleux secret se trouve dans la plante des pattes du Gecko. Celles-ci sont recouvertes d’une multitude de poils très fins : les setæ. les setæ. sont des poils très denses (plusieurs milliers par mm²) à base de kératine. Ils se ramifient à leur extrémité en poils extrêmement fins, de l'ordre de 0,2 à 0,5μm. Ces franges à l'extrémité des setæ engendrent des interactions avec le support à l'échelle moléculaire dénommées forces de Van der Waals. Le total de ces micro-forces offre une adhérence très grande. ![]() Ces forces d'adhérence sont si grandes qu'un seul doigt peut soutenir le poids complet de l'animal (sauf chez les plus grosses espèces). Concrètement, il s’avère que si toutes les fibres qui recouvrent l’une des pattes de ce lézard entraient en contact avec une surface, il lui serait alors possible de soulever une masse de 133 kilogrammes ! Un instant ! vous direz-vous. Si la puissance d’adhérence du Gecko est si importante, comment réussit-il à détacher ses pattes et à se déplacer ? C’est ici qu’entrent en fonction deux articulations particulières, situées sur chacun des pouces du petit reptile. En les repliant vers l’intérieur, il modifie l’angle de proportion qui sépare les fibres de la surface sur laquelle ils sont attachés, réduisant de la sorte la puissance d’adhésion des forces de Van Der Waals. Lorsque l’angle séparant les fibres de la surface d’adhérence atteint les 30°, la force disparaît d’elle-même. C’est de cette manière que le gecko peut contrôler le nombre de fibres qui sont en état d’adhérence, que la surface sur laquelle ils sont attachés soit lisse ou inégale, et régler en fonction la puissance d’adhésion souhaitée. Juste pour vous donner le vertige, voici une approche un peu plus rigoureuse de ces fameuses forces. ![]() Une liaison de van der Waals est une interaction de faible intensité entre atomes, molécules, ou une molécule et un cristal. C'est un phénomène qui ne peut bien se comprendre que dans le cadre de la physique quantique. Ces forces ont été nommées en l'honneur du physicien hollandais Johannes Diderik van der Waals (1837 - 1923), prix Nobel de physique 1910, qui fut le premier à introduire leurs effets dans les équations d'état des gaz en 1873. Les forces de Van der Waals ont plusieurs origines. On dénombre trois effets : - Les forces de Keesom ou effets d'orientation. - Les forces de Debye ou effets d'induction. - Les forces de London ou effets de dispersion. L’énergie des forces de Van der Waals EVdW peut donc se formuler sous la forme : ![]() Avec : ![]() L'énergie des forces de Keesom entre molécules polaires. ![]() L'énergie des forces de Debye entre molécules polaires et dipôles induits. ![]() L'énergie des forces de dispersion de London entre dipôles instantanés. Avec ε0, constante diélectrique du vide ; k, constante de Boltzmann ; T, la température absolue, r la distance moyenne entre les molécules considérées, μ les moments dipolaires des molécules considérées, α les polarisabilités électriques, h constante de A Planck et ν la fréquence électronique d'absorption. J’espère que tout est bien clair pour vous.
![]() ![]() Que se passe-t-il lorsque deux pattes du gecko entrent en contact l’une avec l’autre ? Absolument rien. De manière inattendue, les deux surfaces de super-glu ne se colle pas l’une à l’autre. Les scientifiques n’ont toujours pas de réponses à ce phénomène insolite. Seul le Créateur de ce monde pourrait nous renseigner.
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