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Depuis des milliards d'années, la nature développe les stratégies les plus efficaces grâce auxquelles les organismes s'adaptent à leur environnement. Le biomimétisme consiste à étudier ces stratégies pour les transposer ensuite à une problématique technologique. Le potentiel dormantdormant dans le vivant est immense. Les chercheurs et ingénieurs en prennent de plus en plus conscience. Une équipe allemande du Karlsruhe Institut für Technologie s'est intéressée récemment au Greta Oto, un papillon aux ailes transparentes que l'on trouve essentiellement en Amérique centrale. Celui-ci a développé une solution astucieuse pour échapper à ses prédateurs : ses ailes ne reflètent pas la lumière car elles possèdent une nanostructure de surface irrégulière.
En général, les matériaux transparentstransparents reflètent au moins une partie de la lumière incidente qu'ils reçoivent. Le verre, par exemple, reflète entre 8 et 100 % de cette lumière. Certains animaux semblent avoir trouvé une solution pour réduire au maximum ces réflexions. Il s'agit cependant d'une solution partielle car les reflets ne disparaissent souvent que lorsque l'on pose un regard perpendiculaire sur eux. Les ailes du Greta Oto, quant à elles, ne reflètent pas plus de 2 à 5 % de la lumière incidente... quel que soit l'angle sous lequel on les regarde. Un phénomène qui s'étend au-delà du spectre du visible puisqu'il est également valable dans l'infrarouge et dans l'ultraviolet.
L'aile du Greta Oto possède des nanostructures de différentes tailles, distribuées de manière irrégulière. Cette particularité permet une faible réflexion de la lumière, quel que soit l’angle sous lequel l'aile est regardée. © Hasan Radwanul Siddique, KIT
Une propriété due à des nanostructures désordonnées
Pour comprendre ce phénomène rare, les chercheurs du Karlsruhe Institut für Technologie ont observé les ailes du Greta Oto au microscope électronique à balayage. Ils y ont trouvé des nanostructures en forme de colonnes. Rien d'étonnant jusque-là puisque celles-ci avaient déjà été identifiées comme responsables du faible taux de réflexion sous un regard perpendiculaire. Mais, contrairement à ce qui avait pu être observé sur d'autres animaux, ces nanostructures sont de tailles variées (entre 400 et 600 nanomètres de haut) et disposées de manière totalement irrégulière (entre 100 et 140 nanomètres d'espace entre deux colonnes).
Les chercheurs allemands ont pu cartographier avec précision la répartition et la dimension des nanostructures à la surface des ailes du Greta Oto. De quoi vérifier par le biais d'un modèle mathématique que la quantité de lumière réfléchielumière réfléchie observée peut bien être retrouvée par le calcul. Le Greta Oto semble donc être un animal fascinant, non seulement visuellement parlant, grâce à ses ailes transparentes, mais aussi scientifiquement parlant. Dans un domaine où, habituellement, l'ordre prime, c'est en effet le chaos qui a pris le dessus.
Cette particularité pourrait bien servir à développer des applications utiles à l'Homme, notamment dans le cadre du développement de surfaces antireflets. Qui, en effet, n'a jamais été agacé par l'affichage illisible de son téléphone portable en plein soleilsoleil ou dérangé par des reflets gênants dans ses lunettes de vue ? Les chercheurs du Karlsruhe Institut für Technologie travaillent d'ores et déjà à la conception d'écrans inspirés des ailes du Greta Oto. Ce type de surfaces a d'ailleurs d'autres avantages puisque ces nanostructures irrégulières s'avèrent également imperméables et autonettoyantes.
