Bio-inspired pneumatic shape morphing elastomers - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Materials Année : 2019

Bio-inspired pneumatic shape morphing elastomers

Résumé

Shape-morphing structures are at the core of future applications in aeronautics , minimally invasive surgery , tissue engineering or smart materials. Current engineering technologies, based on inhomogeneous actuation across the thickness of slender structures, are however intrinsically limited to one-directional bending. Here, we describe a strategy where mesostructured elastomer plates undergo fast, controllable and complex shape transformations under applied pressure. Similarly to pioneering techniques based on soft hydro-gel swelling , these pneumatic shape morphing elastomers, termed here as baromorphs, are inspired by the morphogenesis of biological structures. Geometric restrictions are overcome by controlling precisely the local growth rate and direction through a specific network of airways embedded inside the rubber plate. We show how arbitrary 3D shapes can be programmed using an analytic theoretical model, propose a direct geometric solution to the inverse problem and illustrate the versatility of the technique with a collection of configurations.
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Dates et versions

hal-02291225 , version 1 (18-09-2019)

Identifiants

Citer

Emmanuel Siéfert, Etienne Reyssat, José Bico, Benoit Roman. Bio-inspired pneumatic shape morphing elastomers. Nature Materials, 2019, 18 (1), pp.24-28. ⟨10.1038/s41563-018-0219-x⟩. ⟨hal-02291225⟩
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