À la suite de récents travaux visant à associer la fabrication additive et l’optimisation topologique, des chercheurs de la Brown School of Engineering de l’Université Rice (Houston, Texas) ont constaté que des polymères à base de tubulanes ayant la forme de blocs de polymères imprimés en 3D se sont avérés plus efficaces pour dévier les projectiles que le même matériau sans trous.
Pour prouver l’efficacité de leur procédé, l’équipe a tiré sur deux blocs en plastique, dont un premier formé de tubulanes et un second d’une matière compacte. Soumis chacun à l’impact d’une balle voyageant à la vitesse de 5,8 kilomètres par seconde, le premier cube a stoppé le projectile à la deuxième couche de polymère, laissant le reste de la structure intacte. Par contre, le second a été lourdement endommagé.
Il s’avère que les blocs formés de tubulanes sont très compressibles sans se rompre. Les propriétés uniques de ces structures proviennent de leur topologie complexe, qui est indépendante de l’échelle. Comme le souligne Chandra Sekhar Tiwary, co-chercheur principal du projet et professeur adjoint à l’Institut indien de technologie Kharagpur, « le renforcement contrôlé par la topologie ou l’amélioration de la capacité de charge peut être utile pour d’autres conceptions structurelles également ».
En fait, les tests conduits par l’équipe de chercheurs montrent que ces géométries ultralégères seraient dix fois plus efficaces pour arrêter une balle qu’un bloc solide constitué du même plastique. Un test de compression a aussi établi que les matériaux à base de tubulaires supportaient très bien la pression, s’effondrant sans se fissurer. Des résultats qui laissent penser, estiment les chercheurs, que ces structures seraient pour ainsi dire presque aussi dures que le diamant.
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