E21 Forces de Van der Waals dans les champignons

Topique

Cette même structure adhésive d'un insecte, qu'il s'agisse d'un coléoptère ou d'une mouche (qui fait déjà l'objet d'un autre modèle de cet ensemble), constitue généralement une structure microscopique particulière qui génère l'adhérence finale grâce à une force de van der Waals entre l'extrémité de la structure et la surface de contact.

À cette échelle nanométrique, cette fluctuation dipolaire induite, la force de dispersion de London, domine toute autre force d'adhérence disponible : la constante de Hamaker quantifie l'intensité finale de cette force de dispersion de London, en fonction des matériaux impliqués dans le contact.

Le modèle de Hamaker, cependant, intègre ces mêmes interactions de van der Waals, mentionnées en introduction de ce document, dans la géométrie finale complète de la structure et de la surface de contact.

Le modèle DMT, spécifique à un contact particulier, petit et rigide, relie directement cette même force d'impulsion finale de ce champignon à cette même énergie de Dupré et au rayon final de ce contact. Le fait que le rayon de contact entre le champignon et la surface soit encore plus grand implique que, par conséquent, la force de décollage finale de ce champignon, selon ce même modèle DMT, est également plus importante.

L'avantage final de ce système biologique réside plutôt dans la répartition finale du contact entre des millions de ces mêmes champignons mentionnés en introduction : bien que chaque champignon génère une force individuelle relativement faible, la force totale résultante de l'ensemble de ces champignons dépasse largement le poids corporel final de l'insecte.

Ainsi, ce modèle, avec son adhésion par forces de van der Waals entre l'extrémité du champignon et la surface sur laquelle il s'ouvre, confère à chaque champignon une géométrie inclinée finale permettant à l'insecte de se détacher facilement perpendiculairement à cette surface avec une force de détachement relativement faible. Inversement, cette même géométrie inclinée maintient une adhésion tangentielle finale relativement élevée à cette même surface. L'inclinaison supplémentaire du champignon par rapport à la surface de contact accentue encore cette différence entre la faible force de détachement perpendiculaire et la forte adhésion tangentielle.

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