Ce nouveau métamatériau en titane imprimé en 3D présente une résistance hors du commun

Des scientifiques australiens ont créé un nouveau métamatériau imprimé en 3D aux propriétés exceptionnelles, impliquant deux treillis fusionnés pour éliminer les points faibles habituellement observés dans ce type de structures.

Treillis fusionnés

L’équipe de l’Institut royal de technologie de Melbourne a expliqué s’être initialement inspirée de la structure particulière des nénuphars à tige creuse et des coraux tubulaires. Dans un second temps, les chercheurs ont exploré différentes approches afin de réduire les contraintes au niveau des points de jonction.

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« Idéalement, la contrainte dans tous les matériaux cellulaires complexes devrait être uniformément répartie », explique Ma Qian, auteur principal de la nouvelle étude, publiée dans la revue Advanced Materials. « Cependant, pour la plupart des topologies, il est courant que moins de la moitié du matériau supporte la charge de compression, sa plus grande partie se révélant structurellement insignifiante. »

Le treillis tubulaire en titane de base a été renforcé via la superposition d’un second en forme de X (image ci-dessous), permettant de répartir la charge de manière beaucoup plus uniforme lors des tests de compression.

Supportant des températures allant jusqu’à 350 °C, la structure cubique en titane obtenue s’est révélée 50 % plus résistante que l’alliage de magnésium WE54, matériau référence de densité similaire utilisé dans l’aérospatiale. En fonction de l’imprimante à fusion sur lit de poudre utilisée, sa taille pourrait varier de quelques millimètres à plusieurs mètres, tandis que l’utilisation d’un alliage de titane différent lui permettrait de conserver ses propriétés exceptionnelles jusqu’à 600 °C.

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Des applications dans l’aérospatiale et le médical

Selon l’équipe, la légèreté et la résistance hors normes de ce nouveau métamatériau le rendraient particulièrement précieux dans le domaine de l’aérospatiale, où il pourrait être utilisé pour produire des pièces d’avion et de fusée.

En raison de sa forme complexe et partiellement creuse, il pourrait également former des implants médicaux à même de se remplir de cellules osseuses régénérées à mesure qu’il fusionnerait avec le squelette du patient.

Il y a quelques mois, des chercheurs américains avaient mis au point un matériau à la fois très résistant et léger, à partir d’ADN auto-assemblé recouvert de verre.

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