Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont révélé une découverte capitale: les matériaux souples, tels que les lotions pour les mains et les gels capillaires, conservent des « mémoires mécaniques » issues de leur processus de fabrication pendant des périodes prolongées. Ces contraintes résiduelles peuvent modifier les propriétés du matériau au fil du temps, expliquant potentiellement pourquoi certaines lotions deviennent plus fluides. Crystal Owens, chercheuse postdoctorale au CSAIL du MIT, a mis au point une méthode novatrice utilisant un rhéomètre standard pour mesurer ces contraintes résiduelles dans les substances de type gel.
Ses recherches, publiées dans la revue Nature Materials sous le titre « Sticky Mechanical Memory », indiquent que ces matériaux peuvent se souvenir de la direction et de la durée de leur mélange initial, conservant des contraintes internes qui, une fois libérées, ramènent le matériau à son état antérieur. Cette découverte offre des perspectives cruciales sur le comportement des matériaux souples. L'importance de cette trouvaille pour l'industrie de la fabrication de matériaux souples est considérable.
En comprenant et en quantifiant ces contraintes cachées durant la production, les entreprises peuvent concevoir des produits avec une durabilité accrue et des performances plus constantes. Par exemple, la minimisation des contraintes résiduelles dans la production d'asphalte pourrait conduire à des routes plus résilientes et à une réduction des fissures, comme le suggère la recherche d'Owens. Cette compréhension ouvre de nouvelles voies pour améliorer la qualité des produits et prolonger leur durée de vie.
La rhéologie, l'étude de la déformation et de l'écoulement de la matière sous contrainte, joue un rôle central dans cette découverte. Les rhéomètres, instruments capables de mesurer avec précision la réponse d'un matériau à une déformation contrôlée, ont permis à Owens de détecter des contraintes résiduelles qui persistent bien au-delà des périodes de repos conventionnelles d'une minute, souvent considérées comme suffisantes dans les milieux industriels. Cette méthodologie permet de cartographier l'évolution de la mémoire mécanique sur plusieurs jours, offrant une vision sans précédent des forces internes cachées dans ces matériaux.
Au-delà des produits de consommation courante, le concept de mémoire mécanique trouve des échos dans d'autres domaines. L'asphalte, par exemple, lorsqu'il est appliqué à l'état fondu, subit des processus de refroidissement et de solidification qui présentent des similitudes avec les verres souples. Owens émet l'hypothèse que les contraintes résiduelles piégées lors du mélange initial pourraient contribuer à la formation de fissures et à la détérioration des chaussées au fil du temps. Cette recherche souligne le potentiel d'application dans la conception de matériaux de construction plus durables et performants, offrant ainsi une perspective d'amélioration continue dans le secteur manufacturier.