Réponses mécaniques anormales des solides composés de matière active – ActivSoliPolar

L'objectif de ce projet est d'étudier la réponse mécanique d'une nouvelle classe de systèmes de matière molle, appelés solides actifs polaires, composés de particules actives polaires. Ces particules s’auto-propulsent le long d’un axe avant-arrière appelé vecteur polaire. Dans les solides passifs, les modules élastiques sont contraints par la conservation de l'énergie. Dans les systèmes de matière active, où chaque constituant peut s'auto-propulser, l'énergie n'est pas conservée, l'invariance galiléenne est perdue et les forces actives ne dérivent pas d'un potentiel. Par conséquent, de tels systèmes actifs ouvrent la voie à de nouvelles réponses mécaniques, telles que la présence d'une composante non symétrique dans le module élastique appelée « élasticité anormale ».

Notre objectif est d'explorer la réponse des solides actifs à base de particules actives polaires. La nouveauté réside dans le fait que le vecteur propulsion évolue dans le même plan que la déformation élastique. Cette configuration unique permet un couplage non trivial entre le champ de polarité active et le champ de déformation, par ex. les particules polaires peuvent s'auto-aligner en réponse à un déplacement. Nous envisageons que ce couplage favorisera des réponses fortement anormales, telles que des modules élastiques non linéaires et non monotones, voire négatifs, ouvrant ainsi la porte à une gamme de fonctionnalités nouvelles telles que l'encodage de mémoire mécanique, l'auto-réparation, la mise ne écoulement à la demande , etc

Le but de cette proposition est d'étudier expérimentalement une telle réponse anormale de solides actifs polaires à différentes échelles et pour des systèmes actifs complémentaires. Nous nous concentrerons sur les matériaux quasi-2D, notamment les monocouches colloïdales denses de Janus, les assemblées de grains marcheurs et les réseaux élastiques de micro-robots, en s'appuyant sur l’expertise des porteurs dans la manipulation de ces systèmes.