Bouclez votre ceinture ! Une nouvelle classe de matériaux est arrivée

02 juin 2023 (Actualités Nanowerk) 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 toute une série d’applications potentielles, de la conception à l’échelle nanométrique à l’ingénierie aérospatiale.

Le flambage fait l'affaire

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Amsterdam a maintenant trouvé un moyen de créer des matériaux rigides, mais néanmoins capables d’absorber les vibrations – et, tout aussi important, qui peuvent rester très légers. David Dykstra, auteur principal de la publication (Matériaux avancés, "Métamatériaux de flambage pour un amortissement extrême des vibrations"), explique : « Nous avons découvert que l’astuce consistait à utiliser des matériaux qui se déforment, comme de fines tôles. Lorsqu'elles sont assemblées de manière astucieuse, les constructions constituées de telles tôles déformées deviennent de grands absorbeurs de vibrations, tout en préservant une grande partie de la rigidité du matériau dans lequel elles sont fabriquées. De plus, les feuilles n’ont pas besoin d’être très épaisses, ce qui permet de conserver un matériau relativement léger. L'image montre un exemple de matériau qui utilise ce flambage de tôles pour combiner toutes ces propriétés souhaitées : Un matériau bouclé à la fois rigide et capable d’absorber les vibrations. (Image : D. Dykstra et coll.)

Une multitude d'applications

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 ne possèdent pas cette combinaison souhaitée de propriétés, les nouveaux matériaux fabriqués en laboratoire (ou métamatériaux) ont un très large éventail d’applications potentielles et à une très large gamme d’échelles. Les utilisations possibles vont de la taille d'un mètre (pensez aux applications aérospatiales, automobiles et de nombreuses autres conceptions civiles) à l'échelle microscopique (applications telles que les microscopes ou la nanolithographie).

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Dykstra : « Les humains aiment construire des choses – des petites et des grandes choses – et nous voulons presque toujours que ces structures soient légères. Si cela peut être réalisé 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 aucune limite aux applications possibles ! »

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• La source: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63101.php