Le riz est déjà l’un des aliments les plus consommés au monde. Il pourrait maintenant s’inviter dans un domaine un peu moins attendu : les matériaux intelligents. Une équipe internationale menée par l’Université de Birmingham a montré que des grains de riz fortement tassés réagissent de manière surprenante lorsqu’ils sont soumis à la pression.
Le riz n’aime pas être brusqué
Quand la contrainte est appliquée lentement, l’ensemble reste relativement solide. Mais lorsqu’elle arrive rapidement, les grains perdent en résistance : plus on presse vite, moins ça tient. Pas exactement le comportement que l’on attendrait d’un matériau censé encaisser un choc. Ce phénomène, appelé « rate softening », s’explique par la friction entre les grains. Sous une force rapide, les frottements chutent fortement. Les petits réseaux internes qui permettent normalement aux grains de soutenir la charge deviennent alors moins efficaces, et l’ensemble se ramollit.
Les chercheurs ont aussi testé d’autres matériaux granulaires, comme le sable de silice ou la poudre de café. Le riz s’est distingué par un effet particulièrement marqué. « Le riz est surtout connu comme un aliment de base dans le monde, mais il est rarement associé à l’ingénierie avancée », explique Mingchao Liu, de l’Université de Birmingham, qui a dirigé les travaux publiés dans la revue Matter. « Nos recherches montrent qu’il peut former la base d’une nouvelle classe de matériaux fonctionnels. »
L’équipe ne s’est pas contentée de regarder du riz se comporter bizarrement sous pression. Elle s’en est servie pour concevoir un métamatériau, c’est-à-dire une structure fabriquée pour obtenir des propriétés que les matériaux ordinaires n’ont pas naturellement.
Les chercheurs ont combiné des unités à base de riz avec du sable de silice, qui réagit de manière opposée : il devient plus résistant lorsqu’il est soumis à une force rapide. En associant ces deux comportements, ils ont obtenu un matériau capable de plier, de se déformer ou de se rigidifier selon la vitesse de la contrainte.
Le plus intéressant, c’est que cette réaction ne nécessite ni capteur, ni batterie, ni logiciel. Le matériau répond grâce à ses seules propriétés mécaniques. Les applications restent encore théoriques, mais les pistes sont sérieuses. Dans la robotique souple, ce type de matériau pourrait aider des machines à travailler plus près des humains, à manipuler des objets fragiles ou à s’adapter à leur environnement sans systèmes lourds. Il pourrait aussi servir dans des équipements de protection, capables d’absorber un choc rapide ou de se déformer de façon contrôlée lors d’un impact.
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