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Les notes de synthèse

Surfaces minimales triplement périodiques (TPMS): une révolution pour les propriétés mécaniques des méta-matériaux

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Les supracristaux ou métamatériaux présentent des propriétés mécaniques exceptionnelles directement liées à la topologie des surfaces minimales triplement périodiques (TPMS), introduites par le mathématicien H. A. Schwarz il y a un siècle. Des chercheurs coréens ont montré qu’en fonction de la fraction volumique (volume occupé par la surface normalisée au volume d’un cube contenant la maille), les surfaces TPMS présentent une énorme variation du rapport entre le module d’Young et le module de rigidité. Grâce aux progrès fulgurants de la fabrication additive (impression 3D), de telles structures sont aujourd’hui synthétisables à l’échelle macroscopique, laissant déjà entrevoir des utilisations potentielles remarquables, comme des architectures poreuses peu denses, mais particulièrement robustes.

Cette note de synthèse rejoint le travail de réflexion mené par le groupe de veille Nanoconstruction, sur le thème de l’ « assemblage non isotropes de nanoparticules, de l’empilement compact aux agrégats fonctionnels » qui fera l’objet d’un dossier thématique de l’OMNT à paraitre prochainement.

Architectures covalentes 2D sur surface métallique : entre systèmes idéaux et systèmes réels

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De nombreux travaux visent à élaborer des mono-feuillets de matériaux 2D et à étudier leurs propriétés physiques tant les applications possibles sont prometteuses. Le graphène reste le leader incontestable de cet engouement, en particulier depuis que des méthodes de croissance par voie chimique ont permis de l’obtenir en très grande quantité tout en conservant ses qualités. Forts de cette expérience, de nombreux chimistes tentent d’élaborer de nouveaux matériaux 2D en déposant des molécules sur des surfaces métalliques afin de créer des mono-feuillets de polymères. A ce jour, les résultats obtenus ne sont toutefois pas satisfaisants car ces matériaux ne sont quasiment jamais ordonnés sur des surfaces couvrant une aire supérieure à 20x20 nm2. Cette note de synthèse récapitule de nouvelles stratégies décrites dans une série de récents articles pour créer des polymères 2D, ainsi que les raisons des échecs rencontrés.

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