Exemple 1 : La toile d’araignée aux nouveaux gilets par-balles
Araignée attendant patiemment une proie sur sa toile
Les araignées sont souvent perçues comme étant des êtres nuisibles, laids, qui font peur et qui, par conséquent, doivent être éliminés. Cependant les toiles qu’elles produisent pour capturer leurs proies ont toujours étonné les scientifiques par leur solidité, et leur élasticité. En effet, ces toiles ont d’étonnantes caractéristiques :
-Elles sont 5 fois plus résistante que l’acier (bien que leur densité soit 6 fois moindre) et 3 fois plus que le kevlar (certaines, sont même encore 10 fois plus résistantes que ce dernier).
-Elles sont 2 fois plus souples que le nylon.
-Elles présentent une capacité d’absorption des chocs défiant toutes les lois de la gravité.
-Elles sont capables de s’allonger 5 fois et de reprendre leur taille initiale
-Elles sont tellement légères qu’une toile assez grande pour faire le tour de la terre ne pèserait que 320 grammes.
-il faut dix fois plus d'énergie pour rompre une toile d’araignée que tout autre matériau biologique similaire
En fait la soie d’araignée est constituée de deux protéines comme le montre ce diagramme:
La séricine (de formule brute C12H25N5O8) n’est pas à l’origine des qualités textiles de la soie; elle ne lui donne que sa coloration. Elle enveloppe et soude les filaments de fibroïne constituant le fil et ainsi se trouve vers les parties extérieures du brin. Les propriétés de la soie reposent donc sur la fibroïne (qui est, comme la séricine, une protéine). Il en existe deux sortes: la spidroïne 1 et la spidroïne 2. Celles-ci se caracterisent principalement par leur différence en prolyne (de formule brute C5H9NO2) et tyrosine (de formule brute C9H11NO3) qui sont deux acides aminés. La fibroïne (ou comme on l'a vu spidroïne) est une molécule complexe composée majoritairement d'une combinaison de 2 acides aminés spécifiques au fil d'araignée : la glycine (44%) et l'alanine (29%).)
Il existe deux régions qui présentent des séquences répétitives d’acides aminés: une séquence riche en alanine et une séquence riche en glycine. Ces séquences répétitives d’acides aminés donnent lieu à des structures fortement cohérentes qui procurent au fil de soie ses propriétés uniques. En effet la séquence riche en alanine forme une structure repliée appelée feuillet bêta. Cette structure aussi appelée la forme secondaire d'une protéine s’apparente à un feuillet de papier en accordéon. Lorsque la protéine de soie se replie, les feuillets bêta se juxtaposent pour produire une protéine densément constituée (comme le montre la figure ci-dessus). Les feuillets bêta, de plusieurs protéines, sont maintenus entre eux par plusieurs liaisons hydrogènes pour former des cristallites bêta, qui donnent à la soie sa force et sa résistance. Pour sa part, la séquence riche en glycine forme des spirales. Ces spirales ne sont modifiées qu’au moment où la soie est sécrétée ou étirée. Au moment de leur sécrétion, les spirales forment un type d’hélice particulier. Ce type d’hélice augmente davantage la résistance mécanique de la soie d’araignée, elle est appelée hélice 31. Ces hélices confèrent à la soie d’araignée son élasticité qui peut être comparée à un ressort. A titre d’exemple, une toile de deux microns de diamètre peut soutenir un poids de un gramme, une de un ou deux millimètre peut soutenir un poids de 65kg, et une toile ayant pour diamètre celui d’un pouce pourrait servir pour soutenir un pont suspendu !
Ce matériau pourrait servir à la création de gilets pas balles, plus légers, plus fins et plus efficaces. On estime aussi qu’il pourrait servir a la création d’outil médicaux, tels que des valvules artificielles pour le cœur, des os, des tendons factices, des sutures pour les plaies qui ne laissent pas de cicatrices, ou même de nouvelles ceintures de sécurités qui disposent de la meilleure élasticité que celles d’aujourd’hui.
Cependant, il est quasiment impossible de posséder de la toile d’araignée en grande quantité, tout simplement parce que ces insectes s’entredévorent lorsqu’on les élève. Les chercheurs ont donc cherchés un autre moyen pour en posséder. Et ils ont trouvés la réponse dans…. Le lait de chèvre! En effet, les scientifiques ont réussit a récolter de la spidroïne en collectant du lait de chèvres génétiquement modifiés. Au Canada, il y a déjà un élevage d’une centaine de chèvres capable de fabriquer cette protéine.
Si tout se passe bien, des sutures en fil d'araignée pourraient bientôt être commercialisées. Mais pour les autres applications, il reste encore beaucoup à faire, notamment améliorer la qualité des fibres et augmenter la taille du troupeau. Mais ce n'est pas demain qu'on verra des policiers vêtus de vestes pare-balles en fil d'araignée!
NB : l’araignée est capable de manger sa toile. Ainsi, elle peut la recycler a 90% pour la réutiliser.
commenter cet article …
/fdata%2F4161189%2Favatar-blog-1200244820-tmpphp08j3DV.jpg){kind=avatar}