Les vers comme modèle pour la nouvelle matière

Des chaînes de polymères aux molécules d’ADN en passant par les câbles, les longs brins ont tendance à s’emmêler dans des enchevêtrements complexes parfois très difficiles à démêler. Jusqu’à présent, cependant, il n’a pas été possible de décrire précisément ces processus à l’aide de modèles mathématiques. Les chercheurs poursuivent maintenant une nouvelle approche en examinant le comportement des vers noirs. Grâce à des méthodes ingénieuses, ils ont décrypté comment ces vers peuvent former des nœuds et les décomposer très rapidement. Comme le rapportent les chercheurs dans la revue Science, leurs découvertes pourraient à l’avenir conduire à une nouvelle classe de matériaux auto-organisés composés de brins entrelacés.

Dans la nature, les vers luisants peuvent Lumbriculus variegatus s’arrangent en nœuds complexes de jusqu’à 50 000 vers en quelques minutes pour se réchauffer mutuellement. En cas de danger, ils parviennent cependant à dénouer leur nœud en quelques fractions de seconde et s’enfuient ainsi. C’est précisément ce comportement unique que Vishal Patil de l’Université de Stanford et son équipe ont maintenant analysé plus en détail. A l’aide d’ondes ultrasonores, les chercheurs ont examiné des enchevêtrements vivants constitués de quelques dizaines de vers luisants afin de décrypter la structure de cette matière enchevêtrée. Il a été constaté que les vers individuels ont tendance à être en contact direct avec autant de vers voisins que possible. Et lorsque les enchevêtrements se sont dissous extrêmement rapidement, les chercheurs ont observé un mouvement collectif en forme de vague. Cela a agi comme un signal pour que les vers quittent la structure enroulée.

Patil et son équipe ont également réussi à simuler le comportement collectif des vers luisants dans un modèle informatique. Le modèle pourrait également être utilisé pour reproduire les vagues qui se sont propagées en spirale avant que les enchevêtrements ne soient dissous. Selon les chercheurs, cette analyse détaillée pourrait conduire au développement d’une nouvelle classe de matériaux topologiques. Ces matériaux ont le potentiel de modifier leurs propriétés physiques de manière ciblée en fonction de la structure de la bobine et donc de s’auto-organiser. Cependant, l’analyse actuelle des vers n’est que la toute première étape vers le développement d’une telle nouvelle classe de matériel.