Une équipe de recherche conjointe de l'Institut IMDEA Materials avec l'Université polytechnique du Nord-Ouest de la Chine, l'Académie chinoise des sciences, l'Université de Pékin et l'Université de science et technologie du Sud a proposé une méthode de conception innovante dans le domaine des métamatériaux mécaniques.

Les propriétés des métamatériaux mécaniques sont principalement déterminées par la géométrie plutôt que par la composition des matériaux. Les conceptions traditionnelles adoptent souvent des structures périodiques, alors que les biomatériaux naturels comme les os et les ailes d'insectes présentent d'excellentes performances mécaniques avec des structures irrégulières. Inspirée par cela, l'équipe de recherche a développé une stratégie de croissance irrégulière qui rompt avec les idées de conception traditionnelles, permettant aux vides internes du matériau d'exhiber un comportement mécanique similaire à celui des solides, voire de simuler les réponses mécaniques d'autres formes.

La technologie d'invisibilité mécanique peut rendre les défauts ou cavités internes du matériau indétectables sous charge, tandis que la fonction de camouflage permet à une structure d'imiter les caractéristiques mécaniques d'une autre. L'équipe de recherche a assemblé des unités de base à rigidité variable selon des règles de croissance probabilistes, construisant des structures de manteau mécanique capables de maintenir leurs performances sous des conditions aux limites complexes et des formes de vides variées. La structure cadre formée par cette stratégie de croissance irrégulière présente une capacité de camouflage stable sous des charges non uniformes ou dans des environnements irréguliers.

Les chercheurs ont préparé des prototypes par impression 3D, validant expérimentalement la cohérence entre les résultats de simulation et les données mesurées. L'application de cette stratégie de croissance irrégulière s'est étendue au domaine tridimensionnel ; dans la technologie des robots souples, la fonction de camouflage peut aider les composants à masquer leurs caractéristiques structurelles ; dans le domaine des équipements biomédicaux, les matériaux peuvent simuler les réponses tactiles des tissus humains. Cette méthode de conception basée sur une stratégie de croissance irrégulière peut également être appliquée à des domaines techniques tels que le contrôle des vibrations, le renforcement des tunnels et le retour haptique.