Une nouvelle étude publiée dans les comptes rendus de la National Academy of Sciences indique que deux pièces de la taille d'une couche de colle, réutilisables et de la taille d'un timbre-poste, reflètent les propriétés de la bave d'escargot.
L'hydrogel, une substance à base de polymère, mise au point par des chercheurs de l'Université de Pennsylvanie, de l'Institut coréen de la science et de la technologie et de l'Université Lehigh, contourne le problème posé par la plupart des adhésifs. Comme Matt Kennedy l'explique pour New Atlas, les adhésifs ont tendance à être soit amovibles, quelque peu réutilisables et plutôt faibles, ou très forts mais complètement irréversibles. La colle inspirée des escargots représente le meilleur des deux mondes, offrant une force et une réutilisabilité impressionnantes, ou une réversibilité.
Selon Tom Whipple du Times, les escargots sécrètent un mucus collant lorsqu'ils se déplacent d'un endroit à un autre. Cette boue permet aux mollusques de rester fermement attachés aux surfaces, y compris les rochers, les plafonds et les murs, tout en glissant. Il durcit chaque fois que les escargots s'arrêtent pendant une période prolongée, verrouillant les animaux en place avec une force immense, mais se ramollissant facilement une fois qu'ils sont prêts à poursuivre leur voyage. En plus de maintenir les escargots en sécurité sur les surfaces, cet adhésif temporaire, appelé épiphragme, retient l'humidité et empêche le dessèchement de leurs corps.
Ryan F. Mandelbaum, de Gizmodo, écrit que l’hydrogel de polyhydroxyéthylméthacrylate (PHEMA) des scientifiques imite l’épiphragme en durcissant au durcissement et en se ramollissant, conformément aux «niches et au creux microscopiques d’une surface», lorsqu’il est réhydraté avec de l’eau.
«C’est comme ces jouets d’enfance que vous jetez au mur et qu’ils collent», explique l’auteur principal de l’étude, Shu Yang, de l’Université de Pennsylvanie dans un communiqué de presse. «C'est parce qu'ils sont très mous. Imaginez une feuille de plastique sur un mur; ça s'enlève facilement. Mais les choses molles se conformeront aux cavités.
De manière cruciale, ajoute Yang, PHEMA, contrairement à la plupart des matériaux, ne rétrécit pas en séchant. Au lieu de cela, la colle durcit simplement dans les cavités trouvées sur une surface, restant «conforme» et maintenant son adhérence.
Comme Ian Sample le note pour le Guardian, l’équipe a testé la substance à l’aide de minuscules plaquettes revêtues de PHEMA dotées de canaux permettant l’entrée et la sortie de l’eau. La colle agissait comme un adhésif puissant quand elle était séchée à l'air naturellement ou chauffée pour accélérer le processus, mais facilement détachée avec «un jet d'eau bien placé». Impressionnant, les chercheurs ont découvert que PHEMA était suffisamment durable pour fixer et détacher les ailes de aucun dommage.
Selon le communiqué de presse, Jason Christopher Jolly, étudiant diplômé de l'Université de Pennsylvanie et co-premier auteur de l'étude, s'est porté volontaire pour démontrer la force de PHEMA en se suspendant à un harnais retenu par deux minuscules patchs adhésifs. Comme le montre une vidéo accompagnant le document, la colle tient facilement le Jolly de 192 livres, soutenant tout son poids pendant plusieurs secondes.
Globalement, le PHEMA s'est révélé 89 fois plus résistant que le gecko, technique inspirée des pieds collants du lézard et, jusqu'à présent, du modèle dominant de la nature pour les adhésifs réversibles. Il était également capable de résister à des forces sept fois supérieures à la limite du Velcro le plus puissant.
À l’avenir, les chercheurs espèrent utiliser leur création comme point de départ pour développer des colles non aqueuses. Bien que PHEMA puisse un jour être utilisé dans l’assemblage industriel, les systèmes robotiques et même des objets du quotidien, tels que des enveloppes réutilisables, le fait que sa réversibilité soit contrôlée par l’eau signifie qu’il ne sera probablement pas utilisé dans un avenir proche. Néanmoins, il est possible que la colle inspirée par les escargots ouvre la voie à des adhésifs réversibles répondant à des signaux tels que le pH, les produits chimiques, la lumière, la chaleur et l’électricité.
