Dans un avenir pas si lointain, il peut être possible d'imprimer en 3D pratiquement n'importe quoi. Considérez les imprimantes standard, qui « synthétisent » des milliers de couleurs en n'utilisant que trois cartouches couleur. Par analogie, les futures imprimantes 3D pourraient être capables de synthétiser des milliers de propriétés de matériaux différentes avec une simple poignée de cartouches de matériaux.

Ce concept a inspiré un groupe de chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne et du Centre national français de recherche scientifique pour explorer le développement d'une propriété mécanique appelée compressibilité statique efficace. Comme ils le signalent maintenant dans Lettres de physique appliquée , des éditions AIP, en utilisant une seule cartouche, il est possible d'imprimer un métamatériau qui se dilate sous la pression hydrostatique, même s'il est composé d'un matériau qui se rétracte normalement sous la pression hydrostatique. En principe, il n'y a pas de limite à la valeur négative que peut prendre la compressibilité effective de ce matériau.

"[N]our métamatériau tridimensionnel poroélastique, un matériau composite synthétique qui présente des propriétés que l'on ne trouve pas dans les matériaux naturels, se dilate efficacement lors de l'augmentation de la pression hydrostatique d'un gaz ou d'un liquide environnant, " dit Jingyuan Qu, doctorant et chercheur à l'Institut de physique appliquée et à l'Institut de nanotechnologie du KIT. "Pour la plupart des matériaux, le comportement est exactement le contraire. À première vue, une compressibilité négative semble même violer les lois fondamentales de la physique."

Au cœur de la conception du groupe pour la structure en métamatériau se trouve un creux, Structure en croix 3D avec membranes circulaires à chaque extrémité de la croix.

"Comme un tambour, ces membranes se déformeront vers l'intérieur si la pression extérieure est supérieure à la pression dans le volume clos à l'intérieur de la croix, " Qu a dit. " En connectant correctement ces membranes via des barres, et en utilisant huit de ces croix tridimensionnelles dans une cellule unitaire, il est possible d'obtenir une augmentation du volume effectif isotrope lors de l'augmentation de la pression, une compressibilité effective négative."