Invention d’un nano-matériau ajustable au corps humain

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Le Dr. Yair Shokef, et son groupe de recherche de l’École de génie mécanique de l’Université de Tel-Aviv ont conçu une nouvelle matière qui s’ajuste parfaitement aux surfaces irrégulières composées d’une suite de saillies et de dépressions, et donc particulièrement adaptée aux applications qui requièrent un ajustement précis au corps humain, comme les prothèses sur mesure ou certaines technologies vestimentaires, ainsi qu’à la robotique souple.

L’étude, publiée le 27 juillet 2016 dans la revue Nature a été réalisée en collaboration avec les Dr. Corentin Coulais, Koen de Reus et Martin van Hecke de l’Institut Leiden aux Pays-Bas.

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“Les méta-matériaux sont des matériaux intelligents conçus par l’homme, qui n’existent pas dans la nature”, explique le Dr. Shokef. “Contrairement aux matériaux ‘normaux’ dont les caractéristiques sont déterminées par leur composition chimique (atomes et molécules), les propriétés physiques des méta-matériaux découlent de leur structure spatiale. En d’autres termes, les caractéristiques d’un méta-matériau proviennent de la manière dont sont assemblés les “blocs de construction” nanométriques particuliers qui le composent. Dans notre nouvelle étude, nous avons développé un méta-matériau révolutionnaire en trois dimensions et à structure variable, possédant un énorme potentiel d’applications “.

Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur les propriétés mécaniques des méta-matériaux, et en particulier la flexibilité. “Tous les méta-matériaux développés à ce jour étaient homogènes et possédaient une structure périodique, c’est-à-dire un motif de base qui se répète systématiquement. Nos collègues des Pays-Bas ont réussi à développer des nano-blocs en forme de cubes creux, possédant une flexibilité maximale. En utilisant des outils informatiques, nous avons construit à partir de ces cubes des structures en trois dimensions, programmées ‘à la demande’. En plaçant ces blocs de manière ingénieuse au sein de la structure on parvient à créer sur sa surface extérieure n’importe quel relief composé de saillies et de cavités “.

Grâce à sa structure non périodique le nouveau méta-matériau convient particulièrement aux interfaces avec des surfaces biologiques en mouvement, non uniformes par nature, comme celles qui composent le corps humain. Il pourra par exemple être utilisé dans l’avenir pour fabriquer des prothèses qui s’ajustent avec la plus grande précision possible sur les membres amputés, améliorant ainsi les sensations des handicapés et leur activité. D’autres utilisations sont attendues dans le domaine de la robotique souple, ainsi que pour les dispositifs vestimentaires qui doivent être ajustés au corps avec précision pour fonctionner de manière optimale.

A également participé à la recherche le doctorant Eial Teomy de l’École de génie mécanique de l’Université de Tel Aviv.

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