Un caméléon peut changer de couleur de manière flexible pour s'adapter à son environnement. Et un phénomène similaire peut maintenant être observé dans une nouvelle classe de matériaux intelligents appelés métamatériaux. Le problème est que ces métamatériaux n'ont pas la capacité de répondre aux objets proches en raison de leurs caractéristiques physiques. Pour remédier à cette lacune, Les physiciens chinois ont développé des « métacoquilles » :des coquilles creuses faites de métamatériaux et capables de transporter des matériaux dans leur noyau. L'avantage est que leurs caractéristiques physiques, comme la permittivité - la mesure dans laquelle un matériau peut stocker une charge dans un champ électrique - change avec les propriétés électromagnétiques du matériau qu'il contient. Dans une étude théorique récente publiée dans Le Journal Physique Européen B , Liujun Xu et Jiping Huang de l'Université Fudan à Shanghai, Chine, décrire comment ils ont développé une classe entière de ces métacoquilles de type caméléon.
Les métamatériaux sont connus pour leur indice de réfraction négatif, à la fois pour les ondes électromagnétiques et d'autres phénomènes ondulatoires comme les ondes sonores. Un indice négatif peut changer radicalement la direction des ondes entrantes et même les « écarter ». Mais la permittivité des métamatériaux actuels - qui, avec la perméabilité, détermine leur indice de réfraction - est une propriété statique, ce qui signifie qu'ils ne s'adaptent pas à leur environnement. Les métashells peuvent aider à changer cela.
Les deux physiciens ont soigneusement calculé les propriétés effectives des métacoquilles, et a réussi à rendre ces propriétés égales à celles du matériau stocké à l'intérieur de leur noyau. Par conséquent, les métacoquilles deviennent adaptatives. Les auteurs ont effectué des analyses théoriques, qui sont ensuite validés par des simulations.
Ces métacoquilles intelligentes pourraient devenir un matériau tout usage pour satisfaire différentes exigences de permittivité dans différentes conditions. Les prochaines étapes porteront sur la recherche expérimentale, et sur les applications industrielles.
