Nature publie une étude sur les métamatériaux basés sur des réseaux riches en échelles

Métamatériaux riches en échelles

Une étude publiée dans Nature le 11 novembre 2026 présente les métamatériaux riches en échelles, un cadre de conception qui intègre l'hétérogénéité des réseaux dans les métamatériaux mécaniques. Les auteurs sont Csaba Both, Andrew Yen-Jong Chen, Ting-Ting Gao, Niek Mooij, Mohammad Charara, Jayna Wadhwa, Carlos M. Portela et Albert-László Barabási.

Le cadre permet une hétérogénéité de plusieurs ordres de grandeur dans les longueurs des ligaments, les épaisseurs et la connectivité, gouvernée par seulement deux paramètres.

Propriétés

Les chercheurs ont utilisé des simulations et des expériences pour montrer que les métamatériaux riches en échelles présentent des propriétés inaccessibles aux systèmes traditionnels à échelle unique, notamment :

• une anisotropie élastique hautement ajustable
• une déformation non linéaire délocalisée avec une forte absorption d'énergie
• une dissipation d'énergie accrue sous chargement dynamique
• un contrôle programmable des ondes élastiques

L'étude rapporte une plage d'anisotropie élastique ajustable de 190 fois selon les densités. À une densité relative de 40 %, les matériaux SR couvrent 77 % de la zone disponible sur le graphique densité–anisotropie.

Réalisation expérimentale

Les métamatériaux SR réalisés expérimentalement avec T = 500 et une densité relative de 40 % ont été fabriqués à l'aide de deux techniques d'impression 3D. L'impression 3D par photopolymérisation en cuve a été utilisée pour fabriquer des spécimens à l'échelle du centimètre à partir d'une résine polymère élasto-plastique, avec une résolution des détails d'environ 100 micromètres. La lithographie biphotonique, avec des tailles de détails minimums submicroniques, a été utilisée pour les fractions de remplissage plus faibles.

Pourquoi cela importe

Le cadre basé sur les réseaux établit un modèle minimal et universel pour l'ingénierie de matériaux multifonctionnels dont le comportement mécanique émerge directement de la diversité des échelles, et ouvre également de nouvelles voies de recherche pour la science des réseaux elle-même.

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Sources (en anglais)

• nature.com: Scale-rich network-based metamaterials | Nature

Traduction réalisée par IA de l’article original en anglais, vérifiée automatiquement pour dire la même chose que l’original. Les sources ont été vérifiées en anglais.