Applications
Autofaçonnage 3D à partir des bicouches élastiques

3.1 Mise en forme 3D des surfaces avec courbure spontanée inspirée du « kirigami »

Des motifs de coupe d’un film avec courbure spontanée et relaxation de l’énergie élastique peuvent être explorés pour la formation d’une multitude de formes 3D. Ce processus ressemble à l’art japonais ancien de découpe et de pliage de papier, le kirigami. Deux exemples de motifs 2D et leurs formes 3D correspondantes sont représentés sur la figure 2.

Une forme semblable à une cage (ou à une couronne) provient d’un motif en forme d’étoile (figure 2 a). Un autre exemple est le repliement automatique d’un motif 2D spécifique sous forme de sphère (figure 2 b). Supposons que le rayon de courbure spontanée de la surface soit R ; alors une sphère est formée en relâchant le motif, qui se compose de N segments égaux (N est un nombre impair), dont les limites sont données par :

^( 2 )

où k court de –(N – 1)/2 à (N – 1)/2. Le cas présenté dans la figure 2 b correspond à N = 7. En principe, la bifurcation de la courbure et la combinaison d’éléments cylindriques et sphériques pourraient offrir de nombreuses possibilités pour la construction d’objets autopliés (§ 3.4).

3.2 Programmation des formes 3D via une distribution inhomogène de la couche PDMS + huile de silice

La forme des objets 3D peut être programmée non seulement par une disposition spécifique des coupes d’un film bicouche uniforme, mais aussi par une distribution non homogène de la couche PDMS + huile...