Physicists develop a metamaterial that can count
aLes physiciens développent un métamatériau qui peut compter
par l'Université de Leiden
Lennard Kwakernaak. Crédit : Université de Leiden
Un bloc de caoutchouc qui peut compter jusqu'à dix et même se souvenir de l'ordre dans lequel il est pressé - les physiciens Martin van Hecke et Lennard Kwakernaak (Université de Leiden et AMOLF Amsterdam) ont publié un article sur ce dernier métamatériau dans la revue Physical Review Letters.
"J'aime trouver la complexité dans les choses simples." Avec un grand sourire Ph.D. le candidat Kwakernaak entre dans la salle, la pièce maîtresse entre les mains : un morceau de caoutchouc souple avec 22 poutres par paires. "C'est notre compteur de faisceaux. Poussez-le", dit-il.
Le résultat est inattendu. Les barres se courbent toutes vers la gauche sauf la première qui se courbe vers la droite. "Cette première barre pousse ensuite la paire suivante vers la droite et celle-ci se déplace d'une position à chaque fois que vous poussez le matériau. C'est ainsi que le matériau compte jusqu'à dix."
Matériel avec mémoire
Le bloc de caoutchouc est un exemple de métamatériau mécanique : un matériau dont les propriétés sont déterminées non seulement par sa composition mais aussi par sa structure. Le groupe de Van Hecke étudie comment des matériaux simples peuvent être utilisés pour traiter l'information, un peu comme un ordinateur.
Une barre qui s'enclenche de gauche à droite peut être comparée à un bit d'ordinateur qui vaut zéro ou un. "Ce n'est pas facile de concevoir la structure pour qu'elle réponde comme nous le voulons", explique Kwakernaak. "Compter est le calcul le plus simple que nous puissions trouver, c'était donc un point de départ logique."
"Lorsque vous développez un tel matériau, vous essayez de découvrir les règles du jeu", a déclaré le Ph.D. explique le candidat. "Qu'êtes-vous autorisé à faire? La règle dans ce cas concerne le contact d'un bar avec ses voisins directs."
Les chercheurs sont également allés plus loin que le comptage, explique-t-il. "En cours de route, j'ai découvert que vous pouvez provoquer différentes réactions dans le caoutchouc en poussant avec différents niveaux de force. En expérimentant cela, j'ai pu créer un métamatériau qui ne compte jusqu'à la fin que si vous poussez dessus dans le bon ordre, avec la bonne quantité de force. Une sorte de serrure, en d'autres termes.
Des solutions simples à toutes sortes de problèmes
Une utilisation possible consiste à compter les voitures de différentes catégories de poids roulant sur un pont. Ou un podomètre, par exemple, car vous pouvez rendre le métamatériau aussi grand ou petit que vous le souhaitez. "Le gros avantage est que ces métamatériaux mécaniques sont bon marché, robustes et nécessitent peu d'entretien", déclare Kwakernaak.
"Cela les rend intéressants pour toutes sortes d'applications. Il est difficile de dire exactement ce qu'elles seront, mais nous trouvons toujours un but pour de nouveaux matériaux comme celui-ci. Par exemple, des recherches antérieures sur un matériau qui se plie comme l'origami ont inspiré le pliage de panneaux solaires. panneaux sur un satellite."
Kwakernaak lui-même aime particulièrement voir à quel point des choses apparemment simples peuvent être très complexes. "Comment un faisceau aussi mince se plie exactement est beaucoup plus compliqué que vous ne le pensez. Un ordinateur peut à peine le simuler." Il rit : "Parfois, j'ai presque l'impression d'être un amateur professionnel."
La prochaine étape de Kwakernaak est de proposer une structure encore plus compliquée, où il y a interaction entre voisins non seulement dans une direction, mais dans un plan. "Ce serait en fait un simple ordinateur", dit-il.
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
COMMENTAIRES
Cet article pourrait faire croire a mes lecteurs que certains physicicens se plaisent a étudier des propriétés de la matière plutot innattendues ;
1/A quoi servent les métamatériaux mécaniques ?
Les applications de ces structures incluent le contrôle de la propagation des ondes, l'absorption d'énergie, le morphing de forme ainsi que des propriétés mécaniques inhabituelles
2/Comment less peopriétés de mémoire de certains matériaux peivent ils etre utilisé ?Tant que les phénomènes de modificationde structure de ces métamatériau n on pas dépassé un sade irréversible ( ''saturation '') ils restent utilisables par enple comme déclancheurs de seuils d alerte précis
XXXXXXXXXXXXXXX
More information: Lennard J. Kwakernaak et al, Counting and Sequential Information Processing in Mechanical Metamaterials, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.268204
Journal information: Physical Review Letters
Provided by Leiden University
Explore further
A computer made of flopp
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire