L'instabilité de surface des bicouches film/substrat conformes a suscité un intérêt considérable en raison de ses larges applications telles que le renouvellement de surface et l'antifouling induits par les rides, shape-morphing pour camoufler les peaux, et le contrôle de la structuration de surface à l'échelle micro/nano. Cependant, c'est toujours un défi de prédire avec précision et de tracer en continu les transitions de bifurcation secondaire dans la région post-flambement non linéaire. La compréhension fondamentale et la prédiction quantitative de l'évolution morphologique et de la sélection des motifs sont, En réalité, crucial pour l'utilisation efficace du froissement comme outil de conception morphologique.

Dernièrement, un article intitulé "Intricate evolutions of multiple-period post-buckling patterns in bilayers, " Publié dans SCIENCE CHINE Physique, Mécanique &Astronomie par un groupe de mécanique de la matière molle à l'université de Fudan, a rapporté de riches phénomènes post-flambage successifs impliquant des transitions de modèle à périodes multiples, sur la base de leurs modèles de réseau de bicouches hyperélastiques.

Les chercheurs ont développé des modèles de réseau pour prédire quantitativement l'évolution de la morphologie de surface non linéaire avec des transitions de modes multiples dans les bicouches hyperélasriques. Sur la base de ces modèles, ils ont mis en évidence un phénomène post-flambage complexe impliquant des bifurcations successives :plat-rides-doublement-quadruplement-pli. Ils ont examiné les effets du rapport de module, dimensions et types de chargement sur la formation et l'évolution des motifs. Avec une pré-tension élevée du substrat, des rides hiérarchisées sous forme de paquets alternés de grandes et petites ondulations apparaissent dans la bicouche avec un faible rapport de module au niveau de la bifurcation secondaire, tandis qu'une transition de mode de pli à crête se produit avec un rapport de module relativement élevé. Alors qu'avec un rapport de pré-compression et de module de substrat modéré, la bicouche a tendance à évoluer vers un mode de triplement de période. Dernièrement, ils ont fourni des diagrammes de phase basés sur les lois de comportement néo-Hookean et Arruda-Boyce pour caractériser l'influence du pré-étirement et du rapport de module sur la sélection de motifs. Les deux modèles hyperélastiques démontrent la même tendance de transition de mode et des formes de déformation similaires dans les bicouches film/substrat.

Ce travail fait non seulement progresser la compréhension fondamentale des transitions morphologiques non linéaires des matériaux bicouches mous, mais donne également un moyen de prédire et de concevoir quantitativement des surfaces à périodes multiples ou localisées, qui promet de guider la régulation de surface intelligente dans de larges applications.