L’apparence de la nourriture peut avoir autant d’impact sur son goût que les ingrédients qui la composent, mais les cinq sens humains jouent en fait un rôle dans la façon dont nous percevons et apprécions ce que nous mangeons. Le chocolat en est un excellent exemple, car son claquement et son crépitement sont difficiles à perfectionner lors de la cuisson, mais constituent une grande partie de son attrait. Cela a amené des chercheurs de l’Université d’Amsterdam à expérimentez l’impression 3D de chocolat avec structures uniques qui mettent l’accent sur les caractéristiques que nous associons déjà aux chocolats de haute qualité, dans l’espoir de découvrir des moyens de modifier la façon dont les matériaux se fracturent et d’améliorer la façon dont les gens interagissent physiquement avec la matière de toutes sortes.
Au fur et à mesure que notre capacité à fabriquer et à manipuler des matériaux au niveau microscopique s’est améliorée, cela a ouvert un monde de recherche autour de ce qu’on appelle les métamatériaux. Les humains ont depuis longtemps appris à mélanger différents matériaux pour en produire de nouveaux aux propriétés très spécifiques ; c’est la base de la science de la métallurgie, par exemple. Mais les métamatériaux s’efforcent de faire de même en modifiant la structure d’un matériau donné pour produire des propriétés ou des caractéristiques améliorées. L’un des domaines d’étude les plus intéressants avec les métamatériaux est avec lentilles d’appareil photo qui semblent complètement plates à l’œil humainmais sont en fait recouverts de structures microscopiques qui plient la lumière aussi efficacement que les lentilles incurvées, améliorant encore la photographie sur smartphone tout en éliminant potentiellement les bosses de l’appareil photo un jour.
Les objectifs d’appareil photo et les barres chocolatées ne semblent pas avoir grand-chose en commun, mais les métamatériaux pourraient être tout aussi utiles aux amateurs de chocolat qu’aux photographes. Il y a quelques facteurs qui séparent le chocolat de haute qualité des trucs bon marché utilisés pour fabriquer le lapins géants vous avez probablement apprécié le week-end dernier. Les bonnes choses ont une finition brillante et ont tendance à se fissurer lorsqu’elles sont mordues, avec un claquement distinct, au lieu de simplement s’effriter dans la bouche. Cette texture unique provient du tempérage, un processus long mais important où le chocolat est fondu et refroidi à plusieurs reprises à des températures spécifiques pour atteindre une phase spécifique (il y en a six au total, et la phase cinq est l’idéal) où se forme une structure cristalline souhaitée.
Des chercheurs de l’Université d’Amsterdam ont réalisé que l’approche des métamatériaux pouvait être utilisée pour améliorer encore la texture et l’expérience de mordre dans du chocolat de haute qualité. Cela se produit en créant encore plus de ruptures et de fractures à travers une structure plus complexe que celle créée en versant simplement du chocolat fondu dans des moules. L’idée ne remplace cependant pas le processus de tempérage, qui a en fait posé des défis uniques lorsque les chercheurs se sont tournés vers les imprimantes 3D pour fabriquer leurs friandises au chocolat.
Le chocolat fondu qui avait été tempéré pour atteindre le stade où les cristaux de phase V se forment était chargé dans des seringues qui devaient être maintenues à 90 degrés Fahrenheit pendant que l’imprimante construisait des structures couche par couche. Mais maintenir cette température s’est avéré être un défi, nécessitant un recalibrage constant pour tenir compte de l’épaississement du chocolat au fil du temps. Utiliser des imprimantes 3D avec une extrudeuse de plastique est déjà assez capricieux, mais échanger cela contre du chocolat tempéré ressemble à un véritable cauchemar.
Les résultats ont été partagés dans un article récemment publié, «Métamatériaux mécaniques comestibles avec fracture conçue pour le contrôle de la sensation en bouche», dans la revue Matière molle. Ils ont confirmé ce que les chercheurs ont spéculé : la qualité perçue et le plaisir de manger du chocolat pourraient être améliorés en augmentant le nombre de fissures ressenties en mordant dans un morceau à travers des structures en forme de S de complexité croissante. Les chercheurs ont également découvert que l’expérience pouvait être améliorée en créant du chocolat avec des structures anisotropes qui modifient la résistance ressentie lors de la morsure grâce à des formes et des motifs qui se cisaillent et se cassent avec une force appliquée dans des directions spécifiques.
Verrons-nous bientôt des entreprises comme Lindt ou Cadbury déployer des friandises inspirées des métamatériaux ? Probablement pas, mais la recherche a d’autres applications intéressantes en matière d’alimentation. En utilisant des procédés de fabrication similaires, la texture de la viande artificielle pourrait être améliorée pour donner l’impression de mordre dans la vraie viande, ou modifiée en quelque chose de complètement différent pour ceux qui sont rebutés par la texture traditionnelle de la viande. Il pourrait également être utilisé pour préparer des aliments qui ont toujours un goût délicieux (ou du moins faire croire au cerveau qu’ils le sont) mais qui sont plus faciles à consommer pour ceux qui ont des problèmes de mastication ou de déglutition.