Des métamatériaux imprimés en 3D pour contrôler les sons et vibrations

Une équipe de chercheurs de l’Université Viterbi à Los Angeles aurait trouvé une nouvelle façon de contrôler le son et les vibrations grâce à l’impression 3D. Ils auraient développé des métamatériaux imprimés en 3D, capables de bloquer les ondes sonores et les vibrations mécaniques à distance grâce au champ magnétique.

Les recherches sur les matériaux d’impression 3D s’accélèrent avec des objectifs précis : gagner en légèreté, créer des structures solides ou encore augmenter la rapidité du processus d’impression. Cette fois-ci, nous nous intéressons aux métamatériaux, des matériaux composites artificiels qui présentent des propriétés électromagnétiques qu’on ne retrouve pas dans un matériau naturel. Ils sont généralement construits dans des géométries fixes, ce qui signifie que leurs propriétés sont toujours arrêtées. Un point qui aurait été dépassé par cette équipe de chercheurs américains en ayant recours à l’impression 3D.

Des métamatériaux contrôlés par le champ magnétique

Menée par le Professeur Qiming Wang, l’équipe explique avoir créé des métamatériaux très spécifiques : ils pourraient bloquer les ondes sonores et vibrations mécaniques de part leur structure réticulaire. Celle-ci serait également chargée en particules de fer ce qui veut dire qu’un champ magnétique pourrait être utilisé pour la déformer, changeant alors ses propriétés. Le champ magnétique comprime le matériau, mais contrairement à une force de contact physique comme une plaque métallique, le matériau n’est pas contraint. Par conséquent, lorsqu’une onde acoustique ou mécanique entre en contact avec le matériau, elle le perturbe, générant les propriétés uniques qui bloquent les ondes sonores et les vibrations mécaniques de certaines fréquences. Cela peut être utile pour diverses applications que ce soit la suppression du bruit ou le contrôle des vibrations, mais aussi pour créer des dispositifs de camouflage et des systèmes de communication plus performants.

“Lorsque vous fabriquez une structure, la géométrie ne peut pas être modifiée, ce qui signifie que la propriété est fixe. Notre idée ici est de pouvoir concevoir quelque chose de très flexible afin de la changer en utilisant des contrôles externes, a déclaré le Professeur Wang. Vous pouvez appliquer une force magnétique externe pour déformer la structure et changer l’architecture et la géométrie à l’intérieur. Une fois que vous avez modifié l’architecture, vous modifiez la propriété. Nous voulions atteindre ce genre de liberté pour passer d’un état à l’autre. En utilisant les champs magnétiques, le changement est réversible et très rapide.”

Peu d’informations sont communiquées quant au processus de fabrication additive utilisé mais le Professeur Wang explique qu’ils peuvent aujourd’hui imprimer leurs matériaux avec un diamètre compris entre un micron et un millimètre. Un diamètre plus petit permettrait de contrôler les ondes à plus haute fréquence tandis qu’un plus grand affecterait les ondes à basse fréquence. Retrouvez davantage d’informations sur le site officiel de l’Université.

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