Pedro Reis est un professeur de chercheur et d’ingénierie à l’Institut technologique du Massachusetts (MIT, pour son acronyme en anglais). Entre autres choses, son travail consiste à expliquer les propriétés mécaniques des structures sphériques, telles que des dômes, des fûts d’œufs ou le nez d’un avion. Pour cela, il fallait développer une méthode rapide et économique pour produire des prototypes du laboratoire avec lequel faire des expériences. Après avoir effectué des tests verser un matériau similaire au caoutchouc sur des moules sphériques, il s’est rendu compte qu’il n’y avait aucun moyen de prédire l’épaisseur de la sphère à l’avance, faites-vous confiance à la méthode et à l’erreur de test.
tandis que pendant qu’il Revenait à ce problème, il a reçu une visite quelque peu atypique au MIT. C’était trois chefs du restaurant basque Mugaritz qui recherchaient de nouvelles techniques à appliquer à leurs recettes. Les cuisiniers ont obtenu leur objectif, mais ils ont également laissé une idée sur leur chemin. « Ils m’ont montré une recette d’œufs cassés dans lesquels ils ont recréé une coquille d’œuf à l’aide d’un moule et d’un mannitol, un sucre avec une texture similaire au polymère de silicone que nous avons utilisé: le problème était identique à la nôtre », déclare Reis. Grâce à cela Il comprenait que c’était un problème assez courant, alors lui et son équipe ont décidé de chercher des cas similaires. C’était un collaborateur, François Gallaire de l’École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, qui a trouvé la clé de l’élaboration des chocolats.
Pour pouvoir fabriquer quelque chose comme quotidien qu’un œuf au chocolat ou un chocolat de remplissage de liqueur, il est nécessaire de pouvoir faire une couverture rigide et creuse. Pour cela, les chocolatiers verseraient leur matière première fondue sur un Moule sphérique, laissant drainer l’excès de liquide. Grâce à cette technique, perfectionné pour des siècles d’essai et d’erreur, ces artisans sont capables de produire des capsules de chocolat de l’épaisseur souhaitée, simplement suivant le cel. à. S’ils peuvent le faire, un groupe d’ingénieurs MIT devrait être en mesure de déterminer les variables physiques qui régissent le processus.
regarder des vidéos de chocolaters faisant du chocolat, l’équipe se demanda s’il y avait un moyen de prédire le résultat De la viscosité du fluide et de la taille du moule. À cette fin, ils ont effectué une série d’expériences en versant divers types de polymères liquides – une espèce de silicone qui atteint rapidement une viscosité connue sur une série de moules sphériques de différentes tailles. Une fois solidifié, ils ont mesuré l’épaisseur des capsules obtenues.
m’a montré une recette pour les œufs cassés dans lesquels ils ont recréé une coque oeuf en utilisant un moule et le mannitol, un sucre avec une texture similaire au polymère de silicone que nous avons utilisé: le problème était identique à notre
Dans ces données, ils ont développé une équation permettant de prédire avec précision l’épaisseur de la capsule résultante sans avoir à recourir à la méthode des tests et des erreurs. La formule mathématique est basée sur les dimensions du moule et la vitesse à laquelle le liquide se déplace dessus. Lorsque le moule est grand, plus il faut le liquide pour le couvrir et le résultat est une couverture plus épaisse. La même chose se produit si la viscosité du polymère augmente. Pour la surprise initiale surprise, ni la hauteur à partir de laquelle le liquide est versé ou que le volume total utilisé influence l’épaisseur finale de la bulle.
En conséquence, Reis et son équipe ont développé une formule mathématique. Et un Méthode de fabrication qui leur permet de concevoir et de produire des sphères élastiques de taille et d’épaisseur souhaitée. « Dans ce cas, nous avons ce que j’appelle le » triangle d’or « , c’est-à-dire que nous sommes en mesure de décrire le processus numériquement, nous l’avons modelé sur l’ordinateur et nous sommes enfin capables d’aller au laboratoire et de créer des prototypes qui répondent à notre prévisions « compte reis. Ces résultats ont été publiés récemment dans la revue Nature Communications.
Ce travail ouvre la porte à de nombreuses applications pratiques. Il ne sera plus nécessaire d’essayer avec des centaines de moules et de viscosités différents à obtenir le résultat souhaité. moment, l’équipe REIS est limitée à l’utiliser pour tester les propriétés mécaniques des structures sphériques dans son laboratoire, mais elle prévoit qu’elle pourrait être appliquée dans l’industrie pharmaceutique ou la fabrication de vésicules artificielles et d’emballages plus efficaces. Selon Reins « théoriquement pourrait être utilisé pour créer des dômes de ciment, bien que nous n’ayons pas encore fait de travail à cet égard. »
« Nous pouvons dire que c’est une technique de fabrication Cation rapideAujourd’hui, ce terme est généralement associé à l’impression 3D ou à d’autres méthodes nécessitant un équipement très coûteux, mais peut également être aussi simple que de verser du chocolat dans un moule », conclut Reis.