PROJET PASS ARAIGNEE [Lecture seule]

Le bio mimé
mimétisme : Quand la nature inspire la science.
Nous avons passé du temps à rechercher :
la signification du mot bio mimétisme , des exemples actuels de projets en lien avec ce thème puis nous avons ciblé une question :
Pourquoi cherche t - on à remplacer le kevlar par la toile d’araignée ?
Hypothèse : nous supposons que le fil de la toile d’araignée est plus résistant que le kevlar.
Pour vérifier notre hypothèse, nous avons mis à l’épreuve le fil d’araignée et le kevlar à travers plusieurs expériences.
Comparaison de la résistance du fil d’araignée et du kevlar
Le diamètre du fil étant un
paramètre susceptible de
modifier la résistance, nous
avons , à l’aide du microscope
optique décidé de mesurer le
diamètre du kevlar et celui du
fil d’araignée pour pouvoir
comparer leur résistance à
diamètre de fil identique (la
mesure par diffraction s’est
avérée complexe dans la mise
en œuvre)
Puis, nous exposons un
diamètre d de fils de toile
d’araignée à une force de
traction de plus en plus
importante grâce à un
dynamomètre ; on relève
la valeur de force (en
Newton) où le fil casse.
Nous soumettons un
diamètre d de fils
Kevlar à une masse
de plus en plus
grande afin d’estimer
la force de rupture.
Kevlar
Résistance
3
3x10
Fil
d’araignée
4
6x10
(N/mm2)
Question : la composition chimique et la structure microscopique ont-elle
une influence sur la résistance des fils ?
En comparant
uniquement l’ordre de
grandeur, on trouve
que le fil d’araignée est
dix fois plus résistant
que le fil de kevlar.
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Composition et structure de la toile d’araignée
2 fils de toile d’araignée enlacés :
taille environ 200nm pour un fil
1 fil de kevlar :
taille environ 10 µm
1 cheveu :
taille environ 50 µm
Le fil de toile d’araignée est beaucoup plus fin qu’un fil de kevlar et qu’un cheveu. Dans l’exemple
proposé, il est nécessaire d’avoir environ 50 fils de toile pour obtenir la taille du fil de kevlar. La finesse du
fil de toile d’araignée le rend donc surement plus résistant que le fil de kevlar. La surface du fil de toile
d’araignée parait également plus lisse que celle du kevlar. Celle d’un cheveu a clairement une structure
en écaille (ce qui favorise une cassure plus facile que lorsque le fil est lisse donc une résistance plus faible
pour le cheveu que pour le fil de toile d’araignée).
Nous savons donc aujourd’hui créer des fibres (kevlar) plus résistantes qu’un simple cheveu, mais nous
n’avons pas encore atteint le niveau de performance d’un fil de toile d’araignée
Mme Salançon, a utilisé un microscope électronique à
balayage (MEB) pour trouver la composition d’un fil de
toile d’araignée que nous lui avons fourni. Grâce à cela,
nous avons pu mettre en évidence que le fil d’araignée
est constitué d’éléments chimiques favorisant la
résistance du fil telle que le molybdène et le calcium.
Conclusion
Les chercheurs veulent remplacer le kevlar par de la toile d’araignée car celle-ci est plus résistante de par sa composition
et sa structure. Cependant, il est difficile d’en produire en quantité industrielle. C’est pourquoi la toile d’araignée ne
remplace pas encore le kevlar.