Masquage et protection d’objets dans un écoulement de fluide

6 mai 2021 & bullet; En injectant de l’élan dans le fluide autour d’un objet, les chercheurs peuvent librement basculer entre l’obscurcissement de la présence de l’objet et l’annulation des forces hydrodynamiques sur celui-ci.

V. Bacheva / Technion – Institut israélien de technologie; IBM Research Europe

V. Bacheva / Technion – Institut israélien de technologie; IBM Research Europe

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Parmi les technologies les plus connues déployées par les vaisseaux de Star Trek figurent leurs dispositifs de camouflage induisant l’invisibilité et leurs boucliers. Dans la vraie vie, une forme limitée d’invisibilité peut être obtenue passivement, en utilisant des métamatériaux. Maintenant, Evgeniy Boyko du Technion – Institut israélien de technologie et ses collègues ont conçu une méthode active qui intègre également des boucliers. Leur technique fonctionne pour un objet assis dans un écoulement fluide et leur permet de basculer entre les modes «camouflage» et «blindage» à volonté [1].
Le camouflage hydrodynamique fonctionne en obscurcissant les effets d’un objet sur le fluide qui l’entoure. Un métamatériau avec une certaine structure peut, par exemple, dévier le flux autour de l’objet pour modifier son interaction avec la structure (voir Synopsis: capes hydrodynamiques).
La nouvelle méthode de Boyko et de ses collègues utilise une approche différente. Au lieu d’utiliser des structures passives, ils injectent activement de l’élan dans le fluide en utilisant un mécanisme appelé électro-osmose. Cette technique leur permet de contrôler l’élan du fluide environnant via des champs électriques de sorte que, en mode camouflage, le flux à l’extérieur de la région masquée ne donne aucune indication de la présence de l’objet. Les chercheurs peuvent également passer à la manipulation de l’écoulement du fluide autour de l’objet de sorte que toutes les forces hydrodynamiques que l’écoulement exercerait sur l’objet soient éliminées. Ils appellent cette annulation des forces le mode de blindage.

L’approche active de l’équipe leur permet de basculer à volonté entre le «camouflage» et le «blindage» d’un objet contre un écoulement de fluide. La technique pourrait avoir une gamme d’applications, disent les chercheurs, y compris agir comme une «pince à épiler» pour maintenir des objets mous – tels que des cellules – de la papeterie dans un écoulement de fluide. – Erika K. Carlson Erika K. Carlson est un rédacteur correspondant pour la physique basé dans La ville de New York.

Les références

  1. E. Boyko et al., «Camouflage hydrodynamique microscopique et blindage par électro-osmose», Phys. Rev. Lett. 126, 184502 (2021)

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