fr.wedoany.com Rapport : Le 20 juillet, l'Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST, présidé par Bae Joong-shik) a annoncé que l'équipe de recherche dirigée par le professeur Il-Kwon Oh du Département de génie mécanique a mis au point une structure à déformation ultra-élevée actionnée par la lumière et la chaleur. En utilisant un seul procédé laser ultraviolet, l'équipe a fait en sorte qu'une fine plaque en alliage à mémoire de forme (SMA) en nickel-titane, initialement plane, se soulève sous l'effet de la lumière pour former une forme tridimensionnelle.
Les dispositifs portables de nouvelle génération et les robots souples doivent être à la fois fins et légers, et capables de changer de forme en cas de besoin. Ces technologies sont considérées comme la base des écrans de forme, des surfaces adaptatives, des interfaces portables et des robots souples. L'équipe de recherche a conçu des motifs de découpe et de pliage de précision sur une fine plaque métallique plane, lui permettant de se transformer en une forme tridimensionnelle prédéterminée, selon un principe de conception inspiré de l'art du kirigami.
Un alliage à mémoire de forme est un métal spécial qui, même après déformation, retrouve sa forme prédéfinie lorsqu'il est chauffé à une température spécifique. En raison de leur légèreté et de leur capacité à générer des forces importantes, ils sont largement utilisés comme matériaux clés pour les robots souples et les actionneurs portables. Cependant, les actionneurs traditionnels en alliage à mémoire de forme actionnés par la lumière et la chaleur sont confrontés à une limitation : la surface du nickel-titane (NiTi) n'absorbe pas efficacement la lumière proche infrarouge. Pour pallier ce défaut, il est généralement nécessaire d'appliquer séparément un revêtement absorbant la lumière, comme l'oxyde de graphène, les composites polymères ou les films de nitrure de titane (TiN). Ces revêtements externes peuvent se décoller lors d'opérations répétées, nécessitent un traitement supplémentaire, peuvent augmenter la capacité thermique et ralentir la vitesse de réponse, ce qui limite à la fois la fabricabilité et les performances d'actionnement.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a utilisé la technologie de micro-usinage par laser ultraviolet pour former des structures de kirigami sur une fine plaque en alliage à mémoire de forme (SMA), tout en générant une couche d'oxyde de titane (TiOₓ) microporeuse et nanostructurée en surface par oxydation induite par laser. En conséquence, sans aucun revêtement externe supplémentaire, le taux d'absorption de la lumière proche infrarouge a été considérablement amélioré. L'équipe a également réalisé une plateforme permettant de contrôler avec précision la hauteur de la déformation tridimensionnelle et la force résultante en ajustant les paramètres structurels (tels que la largeur des charnières et la largeur des fentes). Le cœur de la recherche réside dans la programmation simultanée du mode de déformation mécanique et de l'efficacité d'absorption de la lumière dans une seule structure métallique.
De plus, l'équipe a appliqué une technique de motif contrôlant spatialement le degré d'oxydation induite par laser. Sous une lumière uniforme de même intensité, différentes zones peuvent se déformer séquentiellement à des vitesses différentes. Les chercheurs décrivent cela comme un « contrôle d'actionnement spatio-temporel », ce qui signifie que l'ordre et le timing de la déformation sont directement codés dans le matériau lui-même via les propriétés d'absorption de la lumière, sans nécessiter de commande électrique séparée.
L'équipe de recherche a également intégré la superstructure SMA photo-thermique à un réseau de LED multi-canaux proche infrarouge (NIR) pour l'étendre en un écran de forme tridimensionnelle et une interface haptique. Chaque unité de kirigami SMA se déplace indépendamment en fonction de la lumière appliquée de manière sélective. Sur cette base, l'équipe a réussi à afficher la séquence de lettres K → A → I → S → T et à réaliser des signaux de navigation haptiques indiquant une direction.
Le professeur Il-Kwon Oh a déclaré que cette technologie de programmation laser est une plateforme de fabrication conviviale qui permet de coder à la fois la déformation mécanique et les propriétés optiques dans une seule structure métallique, sans aucun processus de revêtement séparé. Cette technologie peut être largement appliquée aux surfaces adaptatives, aux interfaces haptiques interactives et aux robots souples photo-thermiques, constituant ainsi la prochaine génération d'interfaces intelligentes à déformation contrôlée par la lumière. L'étudiant en master de génie mécanique Hyunsoo Kim est le premier auteur, et le professeur Il-Kwon Oh est l'auteur correspondant. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue internationale Advanced Science et ont été sélectionnés pour la quatrième de couverture intérieure du volume 13, numéro 31, publié le 4 juin 2026.
