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Jul 21, 2023

Bouclez votre ceinture ! Une nouvelle classe de matériaux est arrivée

Préférez-vous vous heurter à un mur de briques ou à un matelas ? Pour la plupart des gens, le

Préférez-vous vous heurter à un mur de briques ou à un matelas ? Pour la plupart des gens, le choix n'est pas difficile. Un mur de briques est rigide et absorbe mal les chocs ou les vibrations ; un matelas est moelleux et absorbe bien les chocs. Parfois, lors de la conception de matériaux, ces deux propriétés sont nécessaires. Les matériaux doivent bien absorber les vibrations, mais doivent être suffisamment rigides pour ne pas s'effondrer sous la pression. Une équipe de chercheurs de l'UvA Institute of Physicsa maintenant trouvé un moyen de concevoir des matériauxqui parviennent à faire ces deux choses.

Habituellement, les deux caractéristiques d'un matériau s'excluent mutuellement : soit quelque chose est rigide, soit il peut bien absorber les vibrations, mais rarement les deux. Cependant, si nous pouvions fabriquer des matériaux à la fois rigides et capables d'absorber les vibrations, il y aurait une multitude d'applications potentielles, de la conception à l'échelle nanométrique à l'ingénierie aérospatiale.

Une équipe de chercheurs de l'Université d'Amsterdam a maintenant trouvé un moyen de créer des matériaux rigides, mais capables d'absorber les vibrations et, ce qui est tout aussi important, qui peuvent rester très légers.

David Dykstra, auteur principal de la publication, explique : « Nous avons découvert que l'astuce consistait à utiliser des matériaux qui gauchissent, comme de fines feuilles de métal. Lorsqu'elles sont assemblées de manière astucieuse, les constructions faites de telles feuilles gauchies deviennent de grands absorbeurs de vibrations, mais en même temps, elles préservent une grande partie de la rigidité du matériau dont elles sont faites. De plus, les feuilles n'ont pas besoin d'être très épaisses, et donc le matériau peut rester relativement léger.

Les chercheurs ont étudié en profondeur les propriétés de ces matériaux déformés et ont découvert qu'ils présentaient tous cette combinaison magique de rigidité et de capacité à dissiper les vibrations. Comme les matériaux connus n'ont pas cette combinaison de propriétés souhaitée, les nouveaux matériaux fabriqués en laboratoire (ou métamatériaux) ont une très large gamme d'applications potentielles, et à une très large gamme d'échelles. Les utilisations possibles vont de la taille du mètre (pensez à l'aérospatiale, aux applications automobiles et à de nombreuses autres conceptions civiles) à la micro-échelle (applications telles que les microscopes ou la nanolithographie).

Dykstra : « Les humains aiment construire des choses, petites et grandes, et nous voulons presque toujours que ces structures soient légères. Si cela peut être fait avec des matériaux à la fois rigides et capables d'absorber les chocs, de nombreuses conceptions existantes peuvent être améliorées et de nombreuses nouvelles conceptions deviennent possibles. Il n'y a vraiment pas de fin aux applications possibles ! »

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université d'Amsterdam