Cellule déformée et déplacement calculés sous chargement uniaxial. Les flèches facilitent la discussion du mécanisme :1. Les bras reliant les coins aux anneaux se déplacent vers le bas. 2. Ce mouvement entraîne une rotation des anneaux. 3. Cette rotation exerce des forces sur les coins dans le plan normal à l'axe de poussée, résultant en une torsion globale de la maille élémentaire autour de cet axe. Crédit :(c) Science (2017). DOI :10.1126/science.aao4640
(Phys.org)—Un trio de chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne et de l'Université de Bourgogne Franche-Comté en France a développé un métamatériau qui se tord vers la droite ou la gauche en réponse à une ligne droite, poussée solide. Dans leur article publié dans la revue Science , Tobias Frenzel, Mouamer Kadic, et Martin Wegener décrivent comment ils ont mis au point le métamatériau et proposent quelques idées sur la manière dont il pourrait être utilisé. Corentin Coulais de l'Université d'Amsterdam propose un article Perspective sur le travail effectué par l'équipe (et quelques informations sur la façon dont l'élasticité linéaire s'applique à tous les matériaux et aux fondements de la mécanique des solides) dans le même numéro de revue.
Avec des matériaux normaux, qu'elles soient naturelles ou artificielles, l'application d'une force linéaire provoque généralement l'expansion du matériau à angle droit par rapport à la force appliquée. Dans ce nouvel effort, le trio de recherche a créé un métamatériau qui se tord à la place à droite ou à gauche.
Pour créer un tel matériau, les chercheurs ont utilisé la modélisation numérique pour trouver une forme cubique pour une unité de cellule - lorsque ces unités ont été configurées ensemble, l'équipe a trouvé, ils se tordaient lorsqu'une force était appliquée. Pour tester leur modèle, l'équipe a imprimé une structure réelle à l'aide d'un laser 3D. Chaque cellule, l'équipe note, a été faite avec des anneaux dans ses faces qui ont conduit à un effet de rotation, avec les coins de la cellule tirant autour d'eux. Les tests ont montré que le métamatériau pouvait se déformer à un taux de plus de 2 % par pourcentage de raccourcissement.