Une é³Ù³Ü»å±ð sur la bave du ver de velours pourrait révolutionner la conception de matériaux durables
Une découverte sur la bave projetée par les vers de velours pourrait révolutionner la conception de matériaux durables, selon une réalisée par une équipe de recherche de l’Université 9IÖÆ×÷³§Ãâ·Ñ. L’équipe a constaté qu’une structure protéique naturelle, conservée par des espèces animales d’Australie, de Singapour et de la Barbade sur près de 400 millions d’années d’évolution, permettait à leur bave de passer de l’état liquide à l’état fibreux, et vice-versa. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à la prochaine génération de bioplastiques recyclables.
« La nature a déjà trouvé une façon de fabriquer des matériaux à la fois solides et recyclables, a indiqué Matthew Harrington, professeur de chimie et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en chimie verte, qui a dirigé l’é³Ù³Ü»å±ð. Le décodage de la structure moléculaire de la bave du ver de velours nous rapproche du moment où nous pourrons reproduire ce mécanisme avec les matériaux que nous utilisons couramment. »
Le ver de velours est un animal des forêts humides de l’hémisphère Sud ressemblant à une chenille. Pour capturer ses proies, il projette sa bave, qui forme rapidement des fibres aussi solides que le nylon. Ces fibres sont solubles dans l’eau, et peuvent ensuite se reconstituer. Jusqu’à la réalisation de cette é³Ù³Ü»å±ð, le mécanisme moléculaire expliquant cette réversibilité demeurait un mystère.
À l’aide du séquençage de protéines et de la prédiction de structure basée sur l’intelligence artificielle (outil AlphaFold, dont la conception a été récompensée par un prix Nobel en 2024), l’équipe du professeur Harrington a découvert dans la bave des protéines jusqu’alors inconnues, qui agissent un peu comme les récepteurs cellulaires du système immunitaire. Pour former des fibres, les protéines réceptrices lieraient entre elles de grandes protéines structurelles. En comparant deux sous-groupes de vers de velours qui se sont séparés il y a près de 380 millions d’années, l’équipe de recherche a montré l’importance évolutionnaire et la pertinence fonctionnelle de ces protéines.
Un modèle pour les matières recyclables
Les fibres synthétiques et les plastiques sont habituellement fabriqués à partir de précurseurs à base de pétrole. Leur fabrication et leur recyclage nécessitent des processus énergivores et, souvent, des traitements thermiques ou chimiques. Le ver de velours n’utilise quant à lui que des forces mécaniques simples, la traction et l’étirage, pour produire des fibres solides et durables à partir de précurseurs biorenouvelables. Ces fibres peuvent ensuite être dissoutes et réutilisées sans l’apport de sous-produits nocifs.
« Une bouteille de plastique qui se dissout dans l’eau ne serait pas très utile, mais nous pouvons résoudre ce problème en modifiant les propriétés chimiques de ce mécanisme de liaison », a indiqué Matthew Harrington.
L’é³Ù³Ü»å±ð est une collaboration de chercheurs de l’Université 9IÖÆ×÷³§Ãâ·Ñ et de l’Université de technologie Nanyang, à Singapour. L’équipe réalisera maintenant des expériences pour étudier les interactions de liaison et tentera de déterminer si le principe peut être appliqué à des matériaux d’ingénierie.
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L’é³Ù³Ü»å±ð
L’article « », par Zhaolong Hu, Alexander Baer, Matthew J. Harrington, Ali Miserez et coll., a été publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
Cette recherche a bénéficié d’une subvention du Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie et du soutien des chaires de recherche du Canada.
