Des matériaux tordants

Imaginez un objet sur lequel il suffirait d’appuyer avec sa main pour qu’il se déforme, se torde à droite ou à gauche… C’est à ce résultat étonnant et inédit qu’est parvenu Muamer Kadic, chercheur en physique à l’Institut FEMTO-ST et enseignant à l’université de Franche-Comté, en collaboration avec ses collègues du Karlsruhe Institute of Technology, Tobias Frenzel et Martin Wegener. Une expérience menée à l’échelle micrométrique, valable pour tout matériau dès lors qu’on le structure de façon adaptée.

L’expérience menée par Muamer Kadic fait entrer cet objet remarquable dans le domaine des métamatériaux, des matériaux déjà connus mais structurés de manière à acquérir des propriétés nouvelles. Pour obtenir sa torsion, la matière est ici structurée de manière chirale, selon un axe vertical.

Un exemple parlant de cette propriété est celui de nos mains, qui ne sont pas superposables mais bien symétriques si on les accole l’une à l’autre. L’intérêt du phénomène, outre la faculté du matériau à se tordre, réside dans le fait que cette torsion change la polarisation des ondes mécaniques transverses.

Crédit photo Tobias Frenzel,

Karlsruhe Institute of technology

Pur produit de l’ingénierie des structures et de la modélisation numérique, ce métamatériau est aussi le résultat d’un formidable procédé d’impression 3D laser (absorption à deux photons), par lequel la source lumineuse transforme un monomère liquide, placé sur une plaque transparente sous la forme d’une goutte, en un polymère solide, selon une forme déterminée au préalable.

La recherche copilotée par Muamer Kadic a fait l’objet d’une publication dans la prestigieuse revue Science en novembre dernier, dont elle figure de plus en couverture.