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Les airbags ont probablement sauvé des milliers de vies, depuis qu’ils sont utilisés dans nos véhicules. Ils se déploient instantanément lorsqu’une voiture entre en collision avec un objet se trouvant sur la route. Mais des chercheurs croient avoir trouvé une solution encore plus efficace.

Un métamatériau pour plus de sécurité

Le caoutchouc et l’acier sont à des extrémités différentes du spectre en ce qui concerne leur dureté, et partout où un objet tombe sur cette échelle est typiquement où il restera. Mais des chercheurs de l’Université du Michigan ont mis au point un métamatériau qui peut modifier sa rigidité de surface, de dur à mou, en réponse à une petite quantité de stress.

En tant que matériaux artificiels qui peuvent être finement ajustés dans un but spécifique, les métamatériaux peuvent faire des choses assez incroyables que vous ne trouverez pas dans la nature. Un fait intéressant, ce dont ils sont faits ne semble pas avoir d’importance: à la place, leurs attributs découlent de leur structure, et en manipulant cela, les ingénieurs peuvent développer des métamatériaux qui pourraient remplacer les lentilles optiques, rendre les objets invisibles ou créer des pièces de véhicules à la fois très fort et très léger.

L’équipe de l’Université du Michigan explique que son nouveau métamatériau se spécialise dans la commutation de sa surface entre les états durs et mous. L’application d’une petite quantité de contrainte permet de modifier cette rigidité de plusieurs ordres de grandeur, sans endommager ou affaiblir ce matériau.

Il peut changer entre dur et mou

« L’aspect novateur de ce métamatériau est que sa surface peut changer entre dur et doux », explique Xiaoming Mao, auteur principal de l’étude. « Habituellement, il est difficile de changer la rigidité d’un matériau ordinaire, qu’il soit dur ou mou, après sa fabrication. »

La géométrie du nouveau matériau est composée d’un treillis de minuscules entretoises reliées par des charnières, et en appliquant une contrainte de bas niveau sous la forme de torsion, le treillis change les propriétés topologiques du matériau, le rendant plus dur ou plus souple. Puisque les charnières absorbent le stress, ce changement peut être effectué à plusieurs reprises sans endommager la structure principale.

Les chercheurs suggèrent des applications potentielles assez incroyable pour un tel matériau. Les fusées réutilisables pourraient rester rigides pour le décollage, mais seraient plus souples lors de l’atterrissage, et les pneus de bicyclette pourraient ajuster leur propre dureté pour s’adapter à n’importe quelle surface. Dans les voitures, plutôt que de planquer un airbag dans le volant, ce dernier pourrait se ramollir en cas d’accident.

Sauver des vies

«Lorsque vous conduisez une voiture, vous voulez que la voiture soit rigide et supporte une certaine charge», explique Mao. « Lors d’une collision, vous voulez que ses composants deviennent plus doux pour absorber l’énergie de la collision et protéger le passager dans la voiture. C’est de cette façon que nous croyons que ce métamatériau pourra un jour sauver des vies. »

Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.

Source : University of Michigan