Description du projet
Des matériaux performants pour une utilisation qui va de l’aérospatiale aux prothèses
Les métamatériaux mécaniques sont des structures artificielles qui peuvent être très légères et solides à la fois. Ils peuvent également changer de forme de manière autonome pour assurer la fonctionnalité souhaitée. La technique de fabrication numérique a tellement évolué ces dernières années que ces matériaux sont entrés dans le domaine de la mécanique et que le nombre de leurs fonctionnalités n’a cessé d’augmenter. Le projet Extr3Me, financé par l’UE, étudiera l’effet des conditions aux limites non-homogènes. Il étudiera également la sensibilité aux imperfections géométriques et examinera le rôle de la dissipation. L’objectif global du projet est d’explorer les limites de la mécanique des solides et de concevoir des fonctionnalités avancées et robustes pour couvrir un large éventail de domaines.
Objectif
Manipulating physical signals such as light, sound, heat or motion is a vital challenge in multiple areas of science. Due to recent advances in digital fabrication techniques, the last years have seen a revolution in artificial periodic composites with on-demand electromagnetic, acoustic, thermal and mechanical properties. These so-called metamaterials become particularly interesting in mechanics, where geometrical effects and nonlinearities are much stronger than in any other physical field. Over the past 5 years, the community -including myself- has discovered a plethora of extreme functionalities, e.g. mechanical metamaterials that are very light, stiff and strong at the same time, that have negative elastic moduli or that exhibit programmable shape-changes. Importantly, such advanced properties are typically designed through a purely geometrical framework. Yet, this impressive progress is so far confined to idealized settings, namely for homogeneous boundary conditions, imperfection-free structures and purely elastic constituents under quasi-static driving. This traditional focus severely limits our understanding of metamaterials and their potential for applications. Here, I propose to uncover the extreme mechanics of metamaterials under realistic conditions. Specifically, by generalizing the geometrical framework to allow for deviations from the ideal limit, and by validating it through a wide array of experimental and numerical techniques, I will establish: 1) the effect of inhomogeneous boundary conditions; 2) the sensitivity to geometric imperfections; 3) the role of dissipation. Just as the fundamental understanding of defects and dislocations revolutionized materials science, by exploring perturbations in metamaterials I will push the frontiers of solids mechanics and open up avenues for the design of robust advanced functionalities tailored to realistic complex scenarios, from prosthetics to aerospace.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologieingénierie des materiauxcomposites
- sciences socialesscience politiquetransition politiquerévolution
- sciences médicales et de la santébiotechnologie médicaleimplant
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Pays-Bas