Metavoxel crée des matériaux performants en imitant l'architecture cellulaire ouverte de l'os, du bois et des éponges.

Avantages

  • Amélioration des propriétés physiques des matériaux
  • Utilisation réduite des ressources matérielles
  • Gamme élargie de caractéristiques physiques potentielles pour un matériau
  • Utilité accrue des matériaux durables

Applications

  • Architecture
  • Infrastructure
  • Conception de véhicules

Le projet

Les humains utilisent environ 100 milliards de tonnes de matériaux par an pour tout fabriquer dans notre environnement bâti. Cela produit environ 25 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, et un tiers de ce matériau finit comme déchet.

Pouvons-nous trouver un moyen de construire avec des matériaux qui atteignent les mêmes propriétés physiques en utilisant beaucoup moins de ressources ?

 

 

Détails de l'innovation

Les ingénieurs de Metavoxel Technologies ont conçu des éléments de construction simples de la taille d'une carte de crédit qui peuvent être produits en masse et assemblés par robotique à grande vitesse en blocs de construction cellulaires 3D. Lorsqu'ils sont reliés entre eux, ils forment des « métamatériaux » qui présentent des propriétés que les matières premières elles-mêmes ne possèdent pas.

 

vignette vidéo

Différentes formes initiales confèrent différentes propriétés au métamatériau. Des carrés simples et ouverts donnent de la force et de la structure. Ajoutez une courbure en accordéon de chaque côté, et cette légère quantité de donner est multipliée plusieurs fois pour créer un matériau spongieux fait de matière beaucoup plus rigide.

Grâce à cette approche révolutionnaire, de nouveaux métamatériaux peuvent être conçus pour avoir des propriétés uniques et personnalisables déterminées par d'autres géométries cellulaires. Et ils peuvent être produits à partir d'une gamme de matériaux, y compris le bois et les biocomposites, pour fabriquer des matériaux de construction solides mais ultra légers pour les bâtiments, les ponts, les meubles, les véhicules, etc.

Les métamatériaux ont également besoin de moins de matières premières, de sorte qu'ils peuvent réduire considérablement la quantité de ressources extraites de la Terre.

Differently shaped flat components are shown to assemble into 3-D shapes with various characteristics
Image: Biomimicry Institute / Copyright © - Tous droits réservés

Différentes formes initiales confèrent différentes propriétés au métamatériau. Des carrés simples et ouverts donnent de la force et de la structure. Ajoutez une courbure en accordéon de chaque côté, et cette légère quantité de donner est multipliée plusieurs fois pour créer un matériau spongieux fait de matière beaucoup plus rigide.

Modèle biologique

Au cours de milliards d'années, l'évolution affine l'architecture non seulement des structures à grande échelle au sein des organismes, mais également des éléments constitutifs microscopiques de ces structures elles-mêmes.

Prenons, par exemple, l'éponge des profondeurs marines appelée le panier de fleurs de Vénus. Son squelette est un tube en verre, mais au lieu d'être solide, il est constitué d'entretoises verticales, horizontales et diagonales filiformes.

L'architecture cellulaire ouverte du squelette lui permet de se comprimer, de se plier et de s'étirer - d'une manière que le verre solide ne pourrait jamais. Il en est de même pour l'os et le bois. Ce système structurel permet aux organismes d'utiliser une quantité minimale de matériau pour atteindre une performance maximale.

Ray of Hope Prize®

La Ray of Hope Prize célèbre les solutions inspirées par la nature pour relever les plus grands défis mondiaux en matière d'environnement et de durabilité. Créé en l'honneur de Ray C. Anderson, fondateur d'Interface, Inc. et leader des affaires et du développement durable, le prix de 100,000 XNUMX $ Ray of Hope Prize aide les startups à franchir un seuil critique pour devenir des entreprises viables en amplifiant leurs histoires et en leur fournissant un financement sans équité. Le prix met en lumière les solutions innovantes inspirées par la nature dont nous avons besoin pour construire un monde durable et résilient. Metavoxel a été sélectionné comme finaliste pour le concours 2022 Ray of Hope Prize.