Le département de recherche d’Architecture du MIT a annoncé avoir développé des matériaux intelligents, qui adapteraient leurs formes et caractéristiques selon les conditions d’environnement dans lesquelles ils sont placés.
Présentation de ces matériaux :
Skylar Tibbits, directeur du laboratoire Self-Assembly du MIT, appelle ces matériaux de la matière intelligente. Elle ne comporte pourtant aucun capteur, microprocesseur ou technologie de connectivité intégrée. Pourtant, ces matériaux peuvent adapter leurs formes selon les conditions dans lesquelles ils sont placés. Imaginez une feuille de papier qui, une fois lancée en l’air, se plie automatiquement et spontanément en prenant la forme d’un avion !
Technologie de l’impression 4D :
Comment ces matériaux peuvent-ils donc se transformer sans électronique intégrée ? La réponse : tout est purement chimique. Les ingénieurs du département d’architecture du MIT utilisent pour cela les propriétés chimiques des matériaux qui, sous différentes conditions d’environnement, peuvent adopter des formes et structures différentes. Imaginez par exemple une longue molécule qui à basse température se contracte sur elle-même, et qui s’étire à température plus élevée. En combinant ces effets microscopiques, les chercheurs parviennent ainsi à modifier les propriétés de transformations à l’intérieur du « code génétique du matériau« .
Les chercheurs peuvent donc intégrer ce « code génétique » dans le matériau, traduisant une transformation induite sous un certain environnement dans lequel le matériau est intégré. Cet environnement peut inclure la pression subie, la température, la gravité, la composition moléculaire de l’environnement (si le matériau est placé dans l’eau, dans l’air ou subit la moisissure par exemple).
De l’impression 3D à l’impression 4D :
Skylar Tibbits parle d’impression 4D lorsqu’il évoque la technologie parce que son équipe a développé une série d’instruments permettant de fusionner cette technologie de transformation induite de matériau avec la technologie d’impression 3D. Pour imprimer en 3D, un ingénieur commence par designer l’objet à imprimer sur un logiciel. En ayant intégré des outils sur des logiciels d’impression 3, l’équipe de Skylar Tibbits est parvenue à simuler sous logiciel la forme initiale que l’on veut faire prendre à l’objet tout autant que la forme finale sous une matrice d’état d’environnement (température, pression,…) définie. Ainsi, la dimension supplémentaire de l’impression 3D est celle d’ajouter une composante de transformation prédéfinie sous certaines conditions de température et de pression. Sur cette vidéo TED, Skylar Tibbits explique les principes de la technologie développée par le MIT et le lien avec l‘impression 3D :
Usages de cette innovation
Cette innovation peut aider des ingénieurs à fabriquer des matériaux dans des conditions environnementales extrêmes en délocalisant et simplifiant la fabrication dans un endroit plus sécurisé, puis en induisant une transformation spontanée une fois le matériau implanté sur son environnement d’arrivée. Imaginez par exemple si on fabriquait un satellite en 2 dimension qui, une fois dans l’espace (donc faisant face à des conditions de températures et de pressions définies), se développait en 3 dimensions pour prendre une forme fonctionnelle. La forme initiale en 2D pourrait permettre de multiplier le nombre de satellites lancés par une fusée et donc de réduire considérablement les coûts de lancement.
Les usages sont illimités, on peut penser par exemple à des canalisations qui s’adaptent en fonction de leur environnement, permettant ainsi de contrôler le flux d’eau en conséquence. On peut aller jusqu’à penser à des meubles Ikéa qui, une fois déballés, se montent tous seul !
Combien de temps avant de standardiser ?
A l’heure actuelle, la technologie est complexe. L’équipe de Skylar Tibbits a développé des outils pour intégrer la technologie aux processus d’impression 3D qui sont difficilement standardisables. L’équipe devra travailler sur une simplification de la technologie pour ensuite envisager de la standardiser .
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source : wired.com
