Supermatériaux Élastiques Pouvant Être Utilisés Pour Fabriquer Des Textiles Résistants À La Déchirure

 

Dans le domaine de la conception des métamatériaux, « plus fort est meilleur » a toujours été la règle dominante.Un Métamatériau est un matériau synthétique avec une Microstructure capable de donner au matériau des propriétés exceptionnelles dans son ensemble.Cependant, la recherche d'une dureté plus forte, tout en sacrifiant souvent la flexibilité du matériau.Pour résoudre ce problème, l'équipe a conçu un « double réseau» combinant une structure de support microscopique rigide et une structure tissée plus douce.Le nouveau matériau est fabriqué à partir d'un polymère similaire au plexiglas, capable de s'étirer jusqu'à plus de 4 fois sa taille sans se casser, tandis que d'autres formes de polymères ont peu ou pas de résistance à la traction.

Cette nouvelle conception de double réseau ne convient pas seulement aux polymères, mais peut également être appliquée à la fabrication de matériaux tels que la céramique élastique, le verre et le métal.Ces matériaux robustes et flexibles peuvent être utilisés pour fabriquer des textiles résistants à la déchirure, des semi - conducteurs flexibles, des boîtiers de puces électroniques et des échafaudages de culture cellulaire pour la réparation tissulaire, entre autres.

 

L'équipe a créé ce Métamatériau en combinant deux Microstructures: un support rigide en forme de grille, composé de piliers et de fermes;L'autre est une structure composée de bobines qui entourent chaque pilier et treillis.Les deux matériaux sont fabriqués à partir du même plastique acrylique et utilisent une technologie d’impression laser de haute précision – la lithographie à deux photons est réalisée en une seule fois.

 

L'équipe a effectué une variété de tests de pression sur ce nouveau Métamatériau à double réseau, y compris la fixation d'échantillons à une presse nanomécanique pour mesurer sa résistance à la traction et l'enregistrement de vidéos haute résolution pour observer son processus d'étirement et de déchirure.Les résultats ont montré que le nouveau design peut s'étirer jusqu'à 3 fois sa propre longueur et 10 fois la capacité d'étirement du design traditionnel par rapport au Métamatériau du motif à carreaux traditionnel.De plus, en introduisant des trous stratégiques (c'est - à - dire des « défauts ») dans le matériau, il est possible de disperser davantage les contraintes et d'améliorer l'élasticité et la résistance à la déchirure du matériau.

 

Cette avancée marque une percée majeure dans le domaine de la science des matériaux, montrant comment les propriétés globales des matériaux peuvent être optimisées par la conception de microstructures.