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.