Les ingénieurs du California Institute of Technology ont développé des matériaux composés de nombreux
La structure du matériau avec un treillis hiérarchique dansla forme d'un octaèdre, où chaque cellule élémentaire est constituée de trois losanges. Le losange est formé de deux fibres noueuses, colorées de différentes couleurs. Image : Widianto P. Moestopo et al., Science Advances
La structure du matériau polymère estun réseau de nanofibres liées en nœuds. Le rayon d'un tel fil n'est que de 1,7 micron (environ 100 fois plus fin qu'un cheveu humain) et l'épaisseur du nœud est de 70 microns. Les nœuds n'étaient pas noués, mais fabriqués à l'état noué à l'aide d'une lithographie 3D haute résolution avancée capable de créer des structures à l'échelle nanométrique.
Matériaux nodaux créés à partir de polymères,ont une résistance à la traction bien supérieure aux matériaux classiques. Une étude des échantillons a montré que, par rapport à leurs homologues classiques, les matériaux à nœuds absorbent 92% d'énergie en plus et nécessitent deux fois plus de force pour se rompre sous tension.
Essai de résistance à la traction de fils noués (gauche) et entrelacés (droit). Image : Caltech
Dans leur étude, les ingénieurs ont présentétechnologie d'impression de matériaux à partir de plusieurs types simples de nœuds. Par exemple, un nœud torsadé supplémentaire fournit une friction pour absorber l'énergie supplémentaire lorsque le matériau est étiré. À l'avenir, les scientifiques prévoient d'explorer des matériaux constitués de nœuds plus complexes.
La capacité à surmonter le compromis entrela déformabilité des matériaux et la ténacité à la traction offrent de nouvelles façons de concevoir des dispositifs extrêmement flexibles, durables et pouvant fonctionner dans des conditions extrêmes.
Vidianto P. Moestopo, co-auteur de l'étude
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