Les pommes de pin s’ouvrent lorsqu’elles sont sèches et se referment lorsqu’elles sont mouillées. De cette façon, les graines de pin ne sont libérées que dans des disorders avantageuses, à savoir lorsqu’il fait sec et que les graines peuvent être emportées loin par le vent. L’ouverture et la fermeture intéressent particulièrement les chercheurs car l’actionnement est passif, c’est-à-dire qu’il ne consomme pas d’énergie métabolique. C’est pourquoi la pomme de pin a déjà servi de modèle pour des systèmes de volets biomimétiques qui réagissent à l’humidité et sont utilisés, par exemple, dans l’enveloppe des bâtiments pour réguler le climat.
Une équipe dirigée par le Prof. Dr. Jürgen Rühe, Carmen Eger et le Prof. Dr. Thomas Speck du Cluster of Excellence Residing, Adaptive and Vitality-autonomous Products Devices (livMatS) de l’Université de Fribourg, le Dr Simon Poppinga de la TU Darmstadt et le professeur Dr. Manfred Bischoff de l’Université de Stuttgart, en collaboration avec des chercheurs de TU Munich et des partenaires de projet de BASF, ont maintenant analysé en détail quelles constructions tissulaires sont impliquées dans l’actionnement. Les chercheurs montrent que les écailles du cône se ferment grâce à plusieurs couches de tissus, qui absorbent toutes l’humidité. Avec l’aide de leurs découvertes, des systèmes de volets biomimétiques avec une fonction améliorée pourraient être créés. L’équipe a publié ses découvertes dans la revue Superior Science.
Le modèle précédent suppose deux types de tissus fonctionnellement pertinents
Jusqu’à présent, les recherches supposaient que les mouvements de la pomme de pin étaient principalement dus à l’interaction de deux couches de tissus dans l’écaille : une couche supérieure rigide qui n’absorbe pas ou très peu d’eau et une couche inférieure qui gonfle et s’allonge à cause de l’humidité. Dans ce processus, il pousse l’échelle vers le haut et le cône se ferme. Si la couche inférieure sèche et rétrécit, elle tire à nouveau l’échelle vers le bas et le cône s’ouvre.
Les brins de fibres déclenchent le processus de pliage
Les scientifiques réfutent ce modèle simplifié dans leur analyse. Ils montrent que plusieurs couches de tissus de l’écaille absorbent l’eau. Les fibres dites de sclérenchyme revêtent une significance particulière. Dans le modèle bicouche, ils sont considérés comme le composant principal de la couche de tissu supérieure rigide. Dans leur analyse, cependant, les chercheurs arrivent à la summary que bien que les brins de fibres soient rigides à l’état sec, ils se ramollissent lorsqu’ils sont exposés à l’humidité et déclenchent ainsi le processus de flexion en premier lieu. De additionally, bien que les différents tissus soient constitués de matériaux chimiquement identiques, leur disposition le prolonged de l’échelle varie. Par exemple, l’échelle se compose d’une zone de flexion et d’une périphérie furthermore longue en forme de rabat qui ne contribue pas de manière significative au processus de flexion mais est passivement déplacée avec lui. Dans leur analyse, les chercheurs ont effectué, par exemple, des analyses structurelles 3D haute résolution, des mesures de déformation 3D, des mesures de l’absorption d’eau des différents tissus et des expériences biomécaniques.
