Forces de Van Der Waals

[invitecf973f95]

Bonjour,
Je dois presenter dans quelques jours un exposé d'une dizaine de minutes sur un sujet scientifique devant un jury.
J'ai choisi le sujet du gecko et de son adhésion a tout type de surface.

Ayant préparé tout ca sans professeur (uniquement avec internet) j'ai certaines questions et personne a qui les poser, c'est pour cela que j'implore votre aide.

Cela fait deux ans que je n'ai pas fait de physiques (depuis mon bac) et j'ai donc surement oublié des notions qui paraitront élémentaires a certains.
Mon travail est basé sur cet article: https://webdisk.lclark.edu/xythoswfs...2_1-t_7hPWA31Q

Mes questions sont les suivantes:
1) La formule que j'ai trouvé dans tout les articles scientifiques pour calculer la force d'adhesion du gecko est celle basée sur les travaux de Israelachvili sur les forces de surface et intermoleculaires: AR/6D² ou AR/6D³. A quoi correspond exactement cette formule par rapport a la force de Van Der Waals dont la formule est en 1/r⁶ suivi de l'addition des trois forces de london debye et keesom. Aussi, je n'ai pas tres bien compris ce qu'etait la constante de Hamacker?

2) A propos de la capacité du gecko a ne pas coller par defaut mais uniquement "sur commande" lorsqu'il a besoin. Si j'ai bien compris cette capacité est due au fait que le module de Young de la beta keratine aux bouts des spatulae est assez grand donc les spatulae ne sont pas adhesive par defaut cependant, les spatules sont tellement fines que lorsque elles se "deploient" elles obtiennent des resultats semblables a des adhésifs déformables et "mou" comme la colle et autres. Ais-je bien compris?

Merci d'avance pour vos reponse et votre aide
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[invite93279690]

Cela fait deux ans que je n'ai pas fait de physiques (depuis mon bac) et j'ai donc surement oublié des notions qui paraitront élémentaires a certains.
Mon travail est basé sur cet article: https://webdisk.lclark.edu/xythoswfs...2_1-t_7hPWA31Q

Mes questions sont les suivantes:
1) La formule que j'ai trouvé dans tout les articles scientifiques pour calculer la force d'adhesion du gecko est celle basée sur les travaux de Israelachvili sur les forces de surface et intermoleculaires: AR/6D² ou AR/6D³. A quoi correspond exactement cette formule par rapport a la force de Van Der Waals dont la formule est en 1/r⁶ suivi de l'addition des trois forces de london debye et keesom. Aussi, je n'ai pas tres bien compris ce qu'etait la constante de Hamacker?

L'interaction de vdW entre deux molécules (de taille genre angstrom) est effectivement en mais pour des matériaux macroscopiques (taille ~ 1 mm) il faut imaginer (en approximation très grossière) faire une somme infinie de potentiels en appartenant à deux plaques infinies distantes d'une distance qui conduisent à une energie par unité de surface en . Le coefficient de Hamaker contient les caractéristiques des matériaux qui intéragissent par la force de vdW et donc in fine leurs propriétés électriques.
Plus d'infos ici en anglais malheureusement.

2) A propos de la capacité du gecko a ne pas coller par defaut mais uniquement "sur commande" lorsqu'il a besoin. Si j'ai bien compris cette capacité est due au fait que le module de Young de la beta keratine aux bouts des spatulae est assez grand donc les spatulae ne sont pas adhesive par defaut cependant, les spatules sont tellement fines que lorsque elles se "deploient" elles obtiennent des resultats semblables a des adhésifs déformables et "mou" comme la colle et autres. Ais-je bien compris?

Je ne suis pas sûr que ce soit ça. En fait l'idée est que les liaisons de type vdW sont des liaisons dites "physiques" et sont faibles (à opposer aux liaisons dites "chimiques" de type covalentes par exemple) qui sont fortes. Chaque cil d'une patte de gecko interagit donc faiblement avec la surface mais vu qu'il y a un grand nombre de cils, l'interaction finale résultante est très grande et permet au gecko de tenir sur la surface. La structure étant constituée de cils "rigides" avec un fort module d'Young mais en très grand nombre conduit à une mesure d'un module d'Young effectif de l'ensemble de l'extremité de la patte beaucoup plus mou qu'un cil unique.
Cette structure permet apparement d'éviter des déformations plastiques de la partie adhésive de la patte.
Pour ce qui est du processus de détachement, la réponse ne me semble pas claire mais apparemment l'interaction d'un cil avec une surface dépend de son état de déformation (du cil) et en fonction de la direction de la force (appliquée par le gecko lui même) il est collant ou pas. La raison pour laquelle ça fonctionne comme ça m'échappe pour l'instant.

[LPFR]

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2) A propos de la capacité du gecko a ne pas coller par defaut mais uniquement "sur commande" lorsqu'il a besoin. Si j'ai bien compris cette capacité est due au fait que le module de Young de la beta keratine aux bouts des spatulae est assez grand donc les spatulae ne sont pas adhesive par defaut cependant, les spatules sont tellement fines que lorsque elles se "deploient" elles obtiennent des resultats semblables a des adhésifs déformables et "mou" comme la colle et autres. Ais-je bien compris?
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Bonjour.
C'est la première fois que j'entends quelque chose d'intelligent sur le gecko.
Jusqu'à maintenant les commentaires ne concernaient que le pouvoir adhésif mais pas d'explication sur la façon utilisé par le gecko pour décoller ses pattes ni de pourquoi la poussière n'adhérait pas.
Je dois avouer que je ne trouve pas l'explication assez claire, mais elle a l'énorme mérite de ne pas se limiter à ânonner les idioties habituelles.

On a déjà eu une discussion assez longue et improductive sur le gecko dans ce forum.
Au revoir.