La toile de Spider-Man : expliquée par la science !

Les toiles de Spider-Man sont assez impressionnantes, capables de supporter le poids de Spidey alors qu'il se balance à travers New York, piégeant les super-méchants et même suspendant des voitures au-dessus des rues de la ville. De quoi sont-ils faits? Et comment sont-ils fabriqués ?



Les toiles d'araignées sont notoirement solides, la soie d'araignée étant signalée comme ayant un résistance à la traction jusqu'à 1,75 gigapascals (GPa), soit un peu plus de 178 kilogrammes par millimètre carré de section transversale (pour éviter aux lecteurs américains de chercher, 178 kilogrammes équivaut à 392,4 livres). La résistance à la traction est la quantité de force qu'un matériau peut supporter lorsqu'il est tiré avant qu'il ne se brise.

Les nanotubes de carbone sont encore plus résistants, les scientifiques signalant qu'ils peuvent gérer 63 GPa ou plus. (Bien que selon le 1986 Manuel officiel de l'univers Marvel , les toiles de Spidey sont faites d'un matériau semblable au nylon qui ne peut supporter qu'un maigre 54 kilogrammes par millimètre carré, ou 0,5 GPa.)

Mais la résistance d'un matériau spécifique peut-elle à elle seule expliquer les propriétés de la toile de Spidey ?

Le matériau réel qui compose le Web ne serait probablement qu'une partie de l'équation, dit Suvéen Mathaudhu , directeur de programme dans la division des sciences des matériaux du bureau de recherche de l'armée américaine, professeur adjoint en sciences des matériaux à l'État de Caroline du Nord et fan inconditionnel de bandes dessinées. La structure de la toile à diverses échelles de longueur serait également extrêmement importante.

Parce que Rhett Allain , chez Wired.com Physique des points blog, a déjà fait un excellent travail de parler de la physique du web du webslinger , nous voulions parler de l'importance de la façon dont le Web est structuré.

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Mathaudhu note que Markus Buehler , un professeur du MIT qui a fait des recherches sur la soie d'araignée, rapporté en 2011 que l'alignement et le confinement uniques des fibrilles à l'échelle nanométrique dans la soie d'araignée expliquent la résistance, la ténacité et l'extensibilité paradoxales que nous voyons dans ce qui serait autrement un matériau faible.

Pensez aux câbles de pont ou aux cordes d'escalade, dit Mathaudhu. Ce ne sont pas seulement un faisceau de fibres parallèles ; il s'agit d'un ensemble de fibres hiérarchisées qui sont interconnectées de manière à ce que la friction et la liaison entre les fibres améliorent leurs performances.

Ainsi, la structure du Web est clairement importante. Mais de quoi est réellement fait le web ?

Dans son article, Allain émet l'hypothèse que la toile pourrait être constituée de nanotubes de carbone. Si tel est le cas, nous pourrions voir quelque chose de Spidey-esque le plus tôt possible.

Horatio Espinosa , professeur à la Northwestern University, a étudié comment regrouper et relier hiérarchiquement des nanotubes de carbone individuels avec une irradiation à haute énergie d'une manière qui améliore la résistance, la rigidité et la ténacité globales des nanotubes, explique Mathaudhu. (Et si une araignée radioactive pouvait transformer un homme ordinaire en Spider-Man, peut-être qu'elle pourrait faire quelque chose d'aussi spectaculaire pour les nanotubes de carbone ?)

Marie et le chat fleur de la sorcière

En bref, les bandes dessinées (et les films) peuvent être mieux appréciées en suspendant notre incrédulité. Mais le fait qu'ils puissent aussi nous inciter à nous poser des questions sur ce qui est possible mérite également d'être célébré. Dans ce cas, cela nous rappelle que la forme affecte la fonction - et que les chercheurs travaillent sur des projets qui pourraient surprendre (même s'ils ne créent pas les toiles de Spider-Man).

Cet article a été initialement publié sur NC State University L'abstrait sous le nom Qu'est-ce qui rend la toile de Spider-Man si forte ? et est republié avec autorisation .

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