Une étude internationale dirigée par l'Université de Birmingham au Royaume-Uni a découvert que le riz devient fragile sous une compression rapide mais reste résistant sous une compression lente. Cette propriété a permis aux scientifiques de concevoir de nouveaux matériaux actifs capables de modifier automatiquement leur rigidité, ouvrant ainsi une nouvelle voie pour le développement de robots souples. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue « Matter ».
L'équipe de recherche a découvert que le riz emballé présente une réponse mécanique qui varie considérablement en fonction de la vitesse de chargement. Ce phénomène d'affaiblissement à haute vitesse, appelé « adoucissement induit par la vitesse », est dû à une chute drastique de la friction entre les grains lors de mouvements rapides, ce qui affaiblit le réseau de forces de support interne. En combinant le riz avec des matériaux comme le sable, qui voient leur résistance augmenter sous chargement rapide, les chercheurs ont créé un métamatériau granulaire. Ce matériau peut se plier, flamber ou se durcir lors de mouvements lents ou de chocs soudains, le tout sans nécessiter d'équipements électroniques, de capteurs ou de contrôle actif.
Le Dr Mingchao Liu, premier auteur de l'article et chercheur à l'Université de Birmingham, a déclaré que cette recherche transforme le riz en une base pour une nouvelle classe de matériaux fonctionnels. L'équipe a converti ce phénomène en un principe de conception, utilisant les lois de la physique pour permettre aux structures de répondre d'elles-mêmes : un chargement rapide déclenche un type de comportement, un chargement lent en déclenche un autre. Cette étude démontre comment transformer des substances granulaires quotidiennes en systèmes d'ingénierie capables de réponses intelligentes via des mécanismes intrinsèques.
Ce métamatériau sensible à la vitesse, basé sur le riz, offre une nouvelle solution pour le domaine de la robotique souple. Comparés aux robots métalliques traditionnels, les robots fabriqués avec ce matériau seront plus légers, plus sûrs et plus flexibles, adaptés pour travailler en collaboration avec les humains, explorer des environnements hostiles ou exécuter des tâches délicates comme des chirurgies d'assistance. De plus, ce matériau pourrait être utilisé pour fabriquer des équipements de protection capables de s'adapter instantanément à la vitesse d'un impact, protégeant le porteur en absorbant l'énergie ou en se déformant de manière sécurisée sous le choc.
Détails de la publication : Titre : Dépendance à la vitesse des matériaux granulaires et son application dans des métamatériaux ajustables, Publié dans : « Matter » (2026). Informations sur la revue : Matter
