A24 Surfaces non adhésives

Topique

De nombreuses surfaces, naturelles ou artificielles, sont optimisées pour faire exactement l'inverse de ce que recherchent les soies adhésives des insectes : au lieu de faciliter le contact, ces surfaces non adhésives sont conçues pour repousser l'insecte et l'empêcher de s'y fixer.

L'une des stratégies les plus courantes de ces surfaces non adhésives est une texture superhydrophobe, semblable à celle du lotus, qui réduit considérablement la surface de contact réelle disponible pour les soies : au lieu de reposer sur une surface continue, les soies adhésives de l'insecte ne touchent que l'extrémité des microstructures de la surface, et l'adhérence qu'elles obtiennent est réduite proportionnellement à la diminution de cette surface de contact.

Cette même réduction de la surface de contact détermine l'angle de contact apparent que forme l'eau sur la surface, comme le décrit l'équation de Cassie-Baxter : lorsque cet angle dépasse 150 degrés, l'eau cesse de mouiller la surface et s'y écoule simplement goutte à goutte, et l'adhérence des champignons diminue proportionnellement à l'augmentation de cet angle de contact. Les plantes carnivores, comme les Nepenthes, poussent le concept de surfaces non adhésives encore plus loin en combinant deux stratégies : d'une part, elles recouvrent leur surface d'un film d'eau qui agit comme une surface glissante, empêchant ainsi les poils adhésifs du champignon de toucher directement la cuticule de la plante ; d'autre part, elles possèdent des épines qui piègent et désorientent les poils adhésifs du champignon qui parviennent à s'approcher.

Lorsqu'un champignon se retrouve piégé sur l'une de ces épines, l'insecte ne peut se libérer qu'en générant une énergie de déformation élastique supérieure à celle nécessaire à l'épine pour le retenir. Cette énergie de libération peut dépasser l'énergie disponible dans les muscles de la patte de l'insecte. Dans ce cas, l'insecte est immobilisé par la surface non adhésive même conçue pour l'empêcher de s'accrocher.

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