Description du projet
Une approche ascendante de la conception des métamatériaux
L’organisation spatiale caractéristique des unités structurelles dans les métamatériaux manufacturés est responsable de leurs propriétés étonnantes qui sont absentes des matériaux naturels. Les stratégies ascendantes de conception intelligente sont la clé du succès de la production de métamatériaux à grande échelle. Toutefois, il n’existe actuellement aucune approche de conception systématique pour les systèmes mécaniques avec de grandes unités. Le projet METAFOAM, financé par l’UE, se penche sur les défis scientifiques liés à la structuration ascendante contrôlée par interface des emballages à bulles dans des modèles initiaux de mousse liquide solidifiés dans un second temps. L’impact de la recherche sera double: premièrement, cela nous permettra de mieux comprendre le conditionnement non thermique d’objets très mous avec des interactions ajustables, en reliant la physique des milieux granulaires et des tissus biologiques; deuxièmement, cela fournira également de nouveaux systèmes cellulaires pour la fabrication et l’étude de métamatériaux mécaniques et acoustiques.
Objectif
The astounding properties of metamaterials result from a characteristic spatial organisation of purpose-designed structural units. Research on metamaterials has greatly advanced thanks to their reliable top-down fabrication (lithography, 3D-printing,...). For large-scale production, however, smart bottom-up design strategies are required, for example through self-assembly of the structural units. While this has been developed for thermally-driven systems with sub-micrometric units, no systematic design strategies are established for mechanically-driven systems with larger units.
The METAFOAM project will fill this gap by addressing the scientific challenges towards controlled bottom-up structuring of bubble/drop packings in liquid foam/emulsion templates. While “ordinary” foams/emulsions have been investigated in depth, the control over their structure is very limited. The METAFOAM project will provide access to very different structures by explicitly tuning the bubble/drop interactions through the presence of a polymeric skin with controlled repulsive, adhesive and frictional properties.
We will develop methods to reliably create/characterise these skins and establish a state diagram which systematically relates the resulting bubble/drop interactions and the foam/emulsion structure. Solidification of the most promising structures will provide new types of cellular polymers with currently inaccessible mechanical or acoustic meta-properties: high stiffness-to-weight-ratios, negative Poisson ratios, and acoustic band-gap properties.
The impact of this interdisciplinary project at the interface between physics and chemistry is therefore two-fold. In the liquid state it will advance our understanding of the a-thermal packing of very soft objects with tuneable interactions, linking the physics of granular media and biological tissues. In the solid state it will provide new cellular systems for the fabrication and investigation of mechanical and acoustic metamaterials.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
75794 Paris
France