Des scientifiques créent un « fluide intelligent » aux propriétés programmables

Des ingénieurs de Harvard ont créé un nouveau matériau étrange : un liquide dont les propriétés (compressibilité, transparence, viscosité) peuvent être modifiées à la demande.

Métafluide

Alors que les propriétés des matériaux « classiques » sont largement liées au type d’atomes et de molécules les composant, au sein des métamatériaux solides, celles-ci dépendent principalement de leur structure complexe, pouvant notamment être manipulée à l’aide de différents types d’ondes. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, des chercheurs de Harvard ont appliqué ce principe aux liquides.

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« Contrairement aux métamatériaux solides, les métafluides ont la capacité unique de s’écouler et de s’adapter à la forme de leur contenant », explique Katia Bertoldi, auteure principale de l’étude. « Notre objectif était de créer un métafluide qui possède non seulement ces attributs remarquables, mais qui offre également une façon de programmer sa viscosité, sa compressibilité et ses propriétés optiques. »

Pour ce faire, l’équipe a placé des sphères d’élastomère remplies d’air en suspension dans de l’huile de silicone. D’une largeur comprise entre 50 et 500 microns, celles-ci présentent la particularité de pouvoir être déformées à loisir, afin de modifier les propriétés du fameux métafluide.

Alors que ces centaines de minuscules billes diffusaient la lumière dans leur forme originelle rendant le métafluide opaque, l’augmentation de la pression dans le liquide entraînait leur affaissement en « lentilles », concentrant les rayons lumineux et le rendant transparent.

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Un vaste éventail d’applications potentielles

D’autres expériences ont montré que ce nouveau matériau « intelligent » pouvait être utilisé comme fluide hydraulique. Réagissant automatiquement à différentes pressions, celui-ci a permis à un bras robotique de saisir délicatement trois objets très différents (bouteille en verre, oeuf et myrtille). Une prouesse qui impliquait jusqu’à présent des capteurs externes.

Le métafluide peut également passer d’un état newtonien (avec une viscosité uniquement régie par la température) à non newtonien (impliquant que la viscosité change en réponse à une force de cisaillement), lorsque les sphères d’élastomère sont affaissées.

Les prochaines étapes consisteront à étudier d’autres « recettes » de métafluide, ainsi que ses propriétés acoustiques et thermodynamiques. Selon les chercheurs, de tels matériaux pourraient être utilisés comme encres électroniques, portes logiques dans les ordinateurs liquides, ou permettre à des amortisseurs de dissiper l’énergie en fonction de l’intensité de l’impact.

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