Exemple 2 : le gecko pour la fabrication de nouvelles bandes adhésives
Le gecko est un lézard pouvant courir la tête en bas sur les murs et les plafonds avec une facilité déconcertante. Cet animal est capable non seulement de se coller aux parois les plus lisses (mêmes humides !), mais aussi de se décoller! Cette étrange propriété est due aux micropoils que le gecko possède sous ses pattes. Ces poils se comptent en millions, il sont formés de kératine, et ne font que quelques dizaines de microns de diamètre. A leurs extrémités, ces poils se coupent eux-mêmes en poils encore plus fins (quelques centaines de nanomètres de diamètre), qui se terminent en spatule. C’est à ce niveau qu’entre en jeux les forces de Van der Waals* (qui sont des forces de faible intensité, mais grâce au nombre de poils que le gecko possède, elles sont assez importantes pour soutenir largement le poids de l’animal)…
Il faut aussi savoir que la taille des poils permet à ces derniers d’être très proches des molécules support, et donc, d’améliorer l’action des forces de Van der Waals. Sur les surfaces humides, des forces de succions collent les poils à la surface.
Mais il reste un problème à résoudre pour le gecko comment se « coller » et se « décoller » en gaspillant le moins d’énergie? En effet, il faut une forte pression pour provoquer l’adhérence puis une forte traction pour la faire cesser. Or, on sait que le gecko peut courir en posant ses pieds plus de vingt fois par seconde, et si ce mécanisme nécessiterai beaucoup d’énergie, l’animal serait vite épuisé, ce qui n’est pas le cas. La nature a donc résolut le problème… En effet, les forces de Van der Waals, ne fonctionnent que dans un sens, et du fait de leur faible intensité le gecko n’a aucun mal à déplacer ses pattes : les poils se tordent, les liaisons se rompent, et l'adhérence disparaît.
Forces de Van der Waals : De nature électrostatique, ces forces attractives sont responsables de liaisons intermoléculaires de faible intensité. Il en existe trois types :
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L’effet d’orientation de Keesom. Cet effet intervient entre deux molécules polaires. Ces dipôles s’orientent les uns par rapport aux autres (chacun est placé dans le champ électrique créé par l’autre)
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L’effet d’induction de Debye, qui intervient entre une molécule polaire est une molécule non polaire qui se polarise sous l'effet de la molécule polaire.
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L’effet de London, qui intervient entre des molécules non polaires. En raison des déplacements incessants des électrons dans une molécule, celle-ci présente a chaque instant un moment dipolaire instantanée non nul. Ce mouvement instantanée peut polariser les molécules voisines, d’où les interactions meme entre molécules non polaire.
De nos jours, l’homme n’arrive pas à créer des outils aussi collants que les pattes de geckos. On estime que, a titre exemple, que la « colle » du gecko est 600 fois supérieure a nos meilleurs rubans adhésifs. De tels adhésifs pourraient servir à maintenir en place les parties lisses du corps humains durant les interventions chirurgicales, améliorer l'adhérence des pneus à la route. Des robots-geckos pourraient être utilisés pour réparer les fissures dans la coque des navires, des ponts et des terminaux, ainsi que pour l'entretien régulier des satellites, ou même grimper aux murs des bâtiments en feu pour sauver les personnes encore coincées à l'intérieur!
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