Scientifiques des matériaux de l'UMass Amherst, avec des collègues de Virginia Tech, croient que leur étude est la première à examiner comment et pourquoi des structures telles que des pailles pliables et des gamelles pliables pour chiens ont une stabilité à l'état courbé. Crédit :UMass Amherst
Gamelles pliables pour chien, les tubes médicaux pliables et les pailles semblent tous fonctionner sur un principe commun, s'enclencher dans une variété d'états mécaniquement stables et utiles. Malgré les nombreuses applications de ces structures « matière de conception », cependant, les mécanismes fondamentaux de leur fonctionnement sont jusqu'à présent restés mystérieux, disent les scientifiques des matériaux de l'Université du Massachusetts Amherst dirigés par Ryan Hayward.
Maintenant, lui et ses collègues, dont le premier auteur et ancien doctorant de Hayward, Nakul Bende, et leur collègue physicien théoricien Christian Santangelo, UMass Amherst, avec le mécanicien James Hanna et les étudiants de Virginia Tech, rapportent avoir compris comment ces structures "multi-stables" composées de sections coniques empilées sont chargées en précontrainte, tension refoulée qui survient "parce que le matériau est forcé dans un anneau fermé qui est plus incurvé qu'il ne le souhaite naturellement, " comme l'explique Hayward.
"Ce que nous avons découvert, c'est que la propriété très utile d'être mécaniquement stable dans une configuration courbée semble nécessiter une précontrainte. Pour autant que nous le sachions, personne n'avait jamais regardé comment et pourquoi de telles structures ont une stabilité à l'état courbé, " il ajoute.
Il fait remarquer, « Il nous sera utile de comprendre ce principe fondamental, ce qui est essentiel lors de la conception de nouvelles applications. Si vous envisagez de créer un appareil reconfigurable, il est important de savoir pourquoi cela fonctionne, et quand il pourrait échouer. » Les détails apparaissent dans le numéro en ligne actuel de Matière molle .
