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Un adhésif inspiré par les ventouses du poulpe
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Un adhésif inspiré par les ventouses du poulpe

Comment mettre au point une surface adhésive, simple à fabriquer, aussi efficace en milieu humide, que sous l’eau, ou qu’en milieu sec, ne risquant pas de laisser des résidus de colle sur le support ? En s’inspirant des ventouses d’octopus vulgaris, le poulpe commun, propose une équipe menée par Sangyul Baïk de l’université Sungkyunkwan, en Corée du Sud.

Ces ventouses possèdent la particularité structurelle d’accueillir au sein de leur cavité une protubérance ellipsoïde qui participe à l’adhérence, mais dont le rôle dans le mécanisme de succion était mal connu. Afin de l’étudier expérimentalement, les chercheurs sud-coréens ont réalisé des films en polyuréthane-acrylate texturés par des structures de l’ordre de la dizaine de micromètres de différentes géométries : cavités creuses, sphériques ou cylindriques, motifs cylindriques pleins, ou structures identiques aux ventouses d’octopus vulgaris. Ils ont ensuite testé leurs adhérences dans diverses conditions, sèches ou mouillées, après une simple pression du film texturé sur un support. En milieu sec, les performances des cavités et des structures bio-inspirées sont équivalentes : la force d’adhésion du film plastique sur un support de silicone est d’environ 25 kilonewtons par mètre carré. En revanche, en milieu humide ou totalement immergées dans de l’eau, elles perdent toutes leur adhérence, à l’exception de celles inspirées des ventouses des poulpes, qui au contraire, collent davantage ; La force d’adhésion atteint alors 40 kilonewtons par mètre carré. Les chercheurs ont également vérifié la longévité de l’adhésif ainsi fabriqué : aucune perte d’adhérence n’était enregistrée, même après 10 000 cycles d’attachement / détachement sur le support.

Ces travaux ont permis de mieux cerner le mécanisme d’adhérence sous l’eau des ventouses du poulpe commun, mettant en lumière le rôle de la protubérance au cœur de la cavité. Tout d’abord, lors de la phase de l’attachement du film adhésif, une légère pression est exercée sur la ventouse pour la faire adhérer, chassant ainsi la plus grande partie de l’eau. La protubérance joue alors un rôle majeur : en occupant à ce moment un grand volume dans la cavité déformée par la pression de l’opérateur, elle permet, par capillarité, de diriger l’eau résiduelle vers le fond de la ventouse. La légère pression supprimée, cette eau se trouve bloquée par la protubérance qui, à cause de la dépression s’est déformée et sépare alors la cavité en deux chambres indépendantes. La chambre en contact avec le support se trouve ainsi quasiment vide, exerçant une grande force de succion. La faible quantité d’eau qui y est encore présente en tapisse les parois, et permet la bonne étanchéité de la ventouse mais aussi une force d’adhérence supplémentaire liée aux phénomènes de capillarité.

Ce nouvel adhésif présente un triple intérêt : efficace tant sous l’eau qu’au sec, il est également facile à fabriquer, et ne risque pas de provoquer de traces de colles sur le support. Sangyul Baik et ses collègues ont ainsi montré expérimentalement qu’il était adapté à la manipulation dans l’air ou dans l’eau de disques de silicium pour l’électronique, ou encore comme pansement cicatrisant pour la peau humaine.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Anastasia Sokolenko

Ce poulpe s'est fixé à la vitre de l'aquarium grâce à la forme particulière de ses ventouses qui fonctionnent même sous l'eau.

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Un adhésif inspiré par les ventouses du poulpe

Comment mettre au point une surface adhésive, simple à fabriquer, aussi efficace en milieu humide, que sous l’eau, ou qu’en milieu sec, ne risquant pas de laisser des résidus de colle sur le support ? En s’inspirant des ventouses d’octopus vulgaris, le poulpe commun, propose une équipe menée par Sangyul Baïk de l’université Sungkyunkwan, en Corée du Sud.

Ces ventouses possèdent la particularité structurelle d’accueillir au sein de leur cavité une protubérance ellipsoïde qui participe à l’adhérence, mais dont le rôle dans le mécanisme de succion était mal connu. Afin de l’étudier expérimentalement, les chercheurs sud-coréens ont réalisé des films en polyuréthane-acrylate texturés par des structures de l’ordre de la dizaine de micromètres de différentes géométries : cavités creuses, sphériques ou cylindriques, motifs cylindriques pleins, ou structures identiques aux ventouses d’octopus vulgaris. Ils ont ensuite testé leurs adhérences dans diverses conditions, sèches ou mouillées, après une simple pression du film texturé sur un support. En milieu sec, les performances des cavités et des structures bio-inspirées sont équivalentes : la force d’adhésion du film plastique sur un support de silicone est d’environ 25 kilonewtons par mètre carré. En revanche, en milieu humide ou totalement immergées dans de l’eau, elles perdent toutes leur adhérence, à l’exception de celles inspirées des ventouses des poulpes, qui au contraire, collent davantage ; La force d’adhésion atteint alors 40 kilonewtons par mètre carré. Les chercheurs ont également vérifié la longévité de l’adhésif ainsi fabriqué : aucune perte d’adhérence n’était enregistrée, même après 10 000 cycles d’attachement / détachement sur le support.

Ces travaux ont permis de mieux cerner le mécanisme d’adhérence sous l’eau des ventouses du poulpe commun, mettant en lumière le rôle de la protubérance au cœur de la cavité. Tout d’abord, lors de la phase de l’attachement du film adhésif, une légère pression est exercée sur la ventouse pour la faire adhérer, chassant ainsi la plus grande partie de l’eau. La protubérance joue alors un rôle majeur : en occupant à ce moment un grand volume dans la cavité déformée par la pression de l’opérateur, elle permet, par capillarité, de diriger l’eau résiduelle vers le fond de la ventouse. La légère pression supprimée, cette eau se trouve bloquée par la protubérance qui, à cause de la dépression s’est déformée et sépare alors la cavité en deux chambres indépendantes. La chambre en contact avec le support se trouve ainsi quasiment vide, exerçant une grande force de succion. La faible quantité d’eau qui y est encore présente en tapisse les parois, et permet la bonne étanchéité de la ventouse mais aussi une force d’adhérence supplémentaire liée aux phénomènes de capillarité.

Ce nouvel adhésif présente un triple intérêt : efficace tant sous l’eau qu’au sec, il est également facile à fabriquer, et ne risque pas de provoquer de traces de colles sur le support. Sangyul Baik et ses collègues ont ainsi montré expérimentalement qu’il était adapté à la manipulation dans l’air ou dans l’eau de disques de silicium pour l’électronique, ou encore comme pansement cicatrisant pour la peau humaine.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Anastasia Sokolenko

Ce poulpe s'est fixé à la vitre de l'aquarium grâce à la forme particulière de ses ventouses qui fonctionnent même sous l'eau.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

04 - Alpes de Haute-Provence

20 mai
RANDONNÉE VTT "LA JARLANDINE"

Randonnées en VTT sur la montagne de Lure ouvert à tous, dans un département avec 5000 km d’itinéraires balisés, 240 circuits, mais aussi 3 Grandes Traversées VTT, testées et approuvées par la presse VTT nationale et internationale. Tarif spécial pour les hébergements au camping Sunêlia l’Hippocampe à Volonne.

Ville de Château-Arnoux-Saint-Auban
Hôtel de Ville
1 rue Victorin Maurel
04160 Château-Arnoux-Saint-Auban
04 92 33 20 00
http://www.chateau-arnoux-saint-auban.fr


3 au 7 août
CORSO DE LA LAVANDE

Au pays des champs de lavande, très joli Corso de fleurs avec des parades de jour et de nuit, animations musicales, marché artisanale, feu d’artifice.

Comité des fêtes
1 boulevard Martin Bret
04000 Digne-les-Bains
06 34 41 86 29
www.cdf-dignelesbains.fr


30 juin au 6 juillet
CHAMPIONNAT DE PARAPENTE OZONE

Compétition amicale de parapente entre les différents pilotes mondiaux et expérimentés, avec des vols dans une zone magnifique au départ de la montagne de Chabre dans la Vallée de la Méouge !

Montagne de Chabre
Châteauneuf de Chabre
05300 Val Buëch-Méouge
04 92 65 09 38


30 - GARD

14 avril au 1er mai
"VENEZ VOLER DANS LA GROTTE DE LA SALAMANDRE"

Vivez une expérience extraordinaire : voler en ballon dans une énorme caverne… Embarquer dans l’’Aéroplume, un ballon plus léger que l’’air, mu par la force humaine.

Grotte de la Salamandre
30430 Méjannes le Clap
04 66 600 600
www.grottedelasalamandre.com


42 - LOIRE

10 janvier au 31 mai
EXPOSITION "FIBRES"

L'exposition présente l'origine, les caractéritstiques et l'utilisation de fibres végétales, animales et synthétiques que l'on retrouve dans l'industrie textile et au quotidien.
Une section consacrée à l'utilisation de fibres diverses dans la création artistiques présente des oeuvres d'Anne Mangeot et Ghislaine Berlier Garcia.

La Maison du Passementier
20 rue Victor Hugo
42650 Saint-Jean-Bonnefonds
04 77 95 09 82
www.ville-st-jean-bonnefonds.fr/-maisondupassementier-


50 - MANCHE

5 février au 31 août
EXPOSITION "SCIENCES EXTRAORDINAIRES"

"Des récits de Jules Verne aux mondes de demain". Une exposition entièrement consacrée à l’auteur et sa vision de l’univers futuriste.

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


18 et 19 juillet
FESTIVAL DE FUSÉES À EAU

Venez fabriquez la plus belle fusée et surtout la plus rapide !
•Ateliers de construction de fusées à eau en continu pour toute la famille
•Décollages de vos fusées dans le parc paysager

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


3 août
NUIT DES ÉTOILES

A l’occasion de cette soirée exceptionnelle, les visiteurs découvriront gratuitement les mystères de la voûte céleste dès 20h et tout au long de la soirée. De nombreuses animations adaptées à chaque public, ponctueront cette soirée. Des ateliers spécialement adaptés au jeune public et aux familles seront proposés.

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


70 - Haute-Saône

3 avril au 30 septembre
EXPOSITION « MARTIN LUTHER KING »

Maison de la Négritude et des Droits de l'Homme
25 Grande Rue
70290 Champagney
03 84 23 25 45
http://www.maisondelanegritude.fr


83 - Var

17 et 18 mars
5ÈME JOURNÉES DES PLANTES RARES ET DE COLLECTION
Domaine d’Orvès, jardin remarquable

Le Domaine d’Orvès
71 avenue de la Libération (D46)
83160 La-Valette-du-Var
04 94 20 53 25
www.domainedorves.fr

Lieux:

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