Les ingénieurs du LLNL dévoilent des matériaux architecturés polycaténés en 3D (PAM) avec des propriétés solides et liquides

Les ingénieurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), en collaboration avec CalTech et l'Université de Princeton, ont présenté des matériaux architecturés polycaténés en 3D (PAM), présentant des propriétés à la fois solides et liquides. Publiée dans *Science*, l'étude détaille comment ces structures complexes, composées de boucles ou de cages interconnectées, réagissent dynamiquement aux forces externes en se dilatant, en se contractant ou en se transformant. Le scientifique du LLNL, Xiaoxing Xia, a expliqué que les éléments constitutifs imbriqués des PAM permettent une plus grande liberté de mouvement par rapport aux treillis rigides, ce qui leur permet de se comporter à la fois comme un liquide et un solide dans différentes conditions. Des expériences ont révélé une relaxation gravitationnelle, où les PAM changent de forme en réponse à la gravité, ce qui suggère des applications dans les matériaux sensibles aux stimuli, les systèmes d'absorption d'énergie et les architectures de transformation, en particulier dans les environnements à faible gravité. L'équipe a démontré l'indépendance d'échelle de longueur des PAM, en les fabriquant à la fois aux niveaux macro et micro tout en conservant des réponses mécaniques cohérentes. Cette évolutivité suggère des applications allant des dispositifs médicaux microscopiques aux composants architecturaux à grande échelle. Les ingénieurs en aérospatiale pourraient concevoir des composants d'aéronefs équilibrant résistance et efficacité, tandis que les capacités d'absorption d'énergie des PAM pourraient améliorer les équipements de protection tels que les casques et les armures. La réactivité électrostatique est un autre aspect clé. Le revêtement d'échantillons de PAM à l'échelle microscopique avec du cuivre a révélé que les forces électrostatiques provoquent la répulsion des anneaux les uns des autres, ce qui entraîne des transformations rapides et réversibles. Cela suggère une utilisation potentielle dans les systèmes intelligents réagissant aux signaux électriques, tels que la robotique ou la technologie portable qui s'adaptent en temps réel. Des défis subsistent dans la production à grande échelle en raison des variations dans les techniques de fabrication. Les chercheurs du LLNL développent de nouvelles techniques d'impression pour rationaliser la fabrication. L'équipe continue d'étudier les propriétés des PAM dans des conditions environnementales variables afin de garantir leur durabilité et leurs performances dans le monde réel.