Des matériaux reconfigurables inspirés de l’origami et du kirigami

L’origami, art japonais du pliage de papier en formes décoratives, est depuis longtemps une source d’inspiration pour le design industriel. Le pliage a été utilisé pour la construction de structures reconfigurables qui changent de fonction lorsqu’elles changent de forme. L’utilisation de ces structures, notamment pour faire des nanorobots administrant des médicaments, des panneaux solaires pliables pour l’industrie aérospatiale, et des revêtements et des pare-soleil transformables employés en architecture, s’annonce prometteuse. Toutefois, la plupart de ces modèles ne peuvent pas supporter une charge lourde, et ceux qui le peuvent supportent la charge dans une direction seulement, s’effondrant dans la direction dans laquelle ils plient. Leur utilisation comme matériau structural est ainsi limitée.

Une étude réalisée par un groupe de chercheurs de l’Université McGill pourrait apporter une solution à ce problème. En combinant l’origami et le kirigami, art du pliage et du découpage du papier, les chercheurs ont créé une catégorie de métamatériaux cellulaires qui peuvent se plier à plat et être bloqués dans plusieurs positions en demeurant rigides dans de multiples directions.

« On peut mettre à profit leur capacité de supporter une charge et de se plier à plat, et leur caractère reprogrammable, pour créer des structures qui se déploient, comme des sous-marins, des robots reconfigurables et des emballages de faible volume, explique Damiano Pasini, professeur au Département de génie mécanique et chercheur principal de l’étude. Nos métamatériaux demeurent rigides dans plusieurs directions, tout en pouvant se plier à plat, des caractéristiques jamais vues dans la littérature actuelle. »

L’article « Rigidly flat-foldable class of lockable origami-inspired metamaterials with topological stiff states », par Damiano Pasini et coll., a été publié dans Nature Communications.