Biomimetisme

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  • Publié le : 28 mars 2011
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Biomimétisme.

1) L’origine du Velcro

C’est Georges de Mestral un ingénieur suisse, qui en rentrant de balade a remarqué la difficulté à enlever les fleurs de bardane accrochées à ses vêtements et à la fourrure de son chien. Étonné par le pouvoir agrippant de ces fleurs il les détacha avec précaution de ses vêtements pour les scruter au microscope. Il put alors comprendre pourquoi elles secollaient avec tant d’insistance ; elles étaient entourées d’une multitude de petits crochets qui jouaient le rôle de crochets résistants et se fixaient ainsi sur les poils des animaux et sur les textiles.
De Mestral sut tirer profit de cette observation et découvrit la possibilité de faire adhérer deux matériaux entre eux de façon simple et réversible.
C’est alors qu’il développa, et brevetaen 1951 la bande auto-agrippante qu’il nomma « VELCRO » qui est l’acronyme de velours et crochets.

2) L’effet Lotus

Plus de 200 végétaux et quelques insectes possèdent une propriété particulière : la super-hydrophobie ; en effet les gouttes d’eau susceptibles de se poser sur eux restent presque sphériques, identiques à ce qu’elle sont dans une pluie ou dans un nuage.
Les plantes peuventainsi se protéger de l’eau. Les gouttes n’adhèrent presque pas aux feuilles à cause de leur très faible contact et roulent en emportant les poussières, saleté et bactéries sur la surface.
Cette propriété existe sous le nom de « L’effet Lotus » en rapport avec le nom de la plante dont le caractère sacré en Inde est lié à l’aspect immaculé de ses feuilles.
À la suite de cette découverte despeintures, des toits, des vitres et même des textiles autonettoyants sont apparus sur le marché.

Une étude approfondie de la structure des feuilles de Lotus a été conduite par une équipe du laboratoire de recherche de General Motors au Michigan. On savait déjà que la feuille de Lotus devait ces propriétés à une structure à deux niveaux :

-Des rugosités de taille micrométriques et un tapis de poilsnanométriques

-Ainsi qu'à une composition chimique de la surface proche de la cire.

L’origine de l’auto-nettoyage réside dans une double structure hydrophobe (= qui n’absorbe pas l’eau) de la surface. Grâce à cette double structure, la surface de contact, et avec elle la force d’adhérence entre la surface et les particules de saleté ou bien l’eau, est si réduite, que cela aboutit à unauto-nettoyage.

Cette double constitution est formée d’une part d’un épiderme de forme spécifique, dont la couche extérieure est dénommée cuticule, sur laquelle repose une couche de cire. L’épiderme du Lotus forme des papilles de 10 à 20 microns de hauteur et espacées les unes des autres de 10 à 15 microns, sur lesquelles reposent les soi-disant cires épicuticulaires. Cette couche de cires esthydrophobe et forme la deuxième partie de la double structure.

L’eau ne peut donc plus arriver jusque dans les intervalles de la surface de la feuille, ce qui a pour aboutissement que les points de contact entre eau et surface sont réduits de façon catégorique.

L’hydrophobie des surfaces est déterminée par l’angle de contact. Plus cet angle de contact est élevé, plus la surface esthydrophobe. Les surfaces avec un angle de contact inférieur à 90° sont qualifiées d’hydrophiles, celles dont l’angle de contact est supérieur à 90° d’hydrophobes.

La signification biologique de cet effet auto-nettoyant, pour la plante, réside en la protection contre une expansion des microorganismes, des agents pathogènes ou bien des germes comme les champignons ou encore la prolifération d’algues.Il en est de même pour les animaux comme les papillons, les libellules et autres insectes qui n’arrivent pas à nettoyer toutes les parties de leur corps à l’aide seul de leurs pattes.

Une autre action positive de l’auto-nettoyage est de prévenir la salissure qui pourrait empêcher la pénétration de la lumière, et avec elle la photosynthèse, et pourrait aussi calfeutrer les stomates.

3) La...
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