Une équipe de l’EPFL a mis au point un matériau élastique imprimable en 3D capable de résister durablement aux chocs, aux étirements et aux contraintes répétées. Cette innovation pourrait contribuer à prolonger la durée de vie des robots souples, des appareils électroniques et de certains dispositifs biomédicaux.
Baptisés élastomères granulaires à double réseau, ou DNGE, ces matériaux se composent de microparticules d’élastomère reliées par un second réseau plus souple. Initialement conçue pour obtenir des encres d’impression 3D aux propriétés mécaniques précisément ajustables, cette architecture présente un avantage inattendu: elle associe une forte résistance à la rupture à une excellente résistance à la fatigue, deux qualités rarement réunies dans un même matériau.
Lors des essais, les DNGE optimisés ont affiché une résistance à la rupture jusqu’à quinze fois supérieure à celle d’élastomères comparables, ainsi qu’une résistance à la fatigue jusqu’à trois fois plus élevée. Lorsqu’ils sont étirés, les deux réseaux se répartissent les contraintes. L’énergie est alors dissipée par le glissement et le réarrangement des chaînes polymères, plutôt que par la rupture irréversible de leurs liaisons. Leur structure oblige également les fissures à suivre un trajet sinueux, ce qui ralentit leur propagation.
Les chercheurs souhaitent désormais réduire l’impact environnemental de ces matériaux en utilisant des élastomères biodégradables ou issus du recyclage. À terme, cette technologie pourrait permettre à des laboratoires équipés d’imprimantes 3D commerciales de fabriquer des composants souples, performants et plus durables, sans sacrifier leurs propriétés mécaniques.