Kaj so Auxetic Materiali?

Auxetics so materiali, ki imajo negativno Poissonovo razmerje – ko so raztegnjeni, postanejo debelejši namesto tanjši. To je mogoče zaradi njihove osnovne strukture. Lahko bi si predstavljali peno, sestavljeno iz milijonov drobnih celic v obliki metuljčka, ki so med seboj povezane. Če nekdo potegne ob straneh materiala, se metuljčki razširijo v kvadratke, ki se razširijo tako v prečni ravnini kot tudi ravnini, ki je vzporedna z razteznim delovanjem. Ta pojav povzroča makrostruktura ali mikrostruktura materiala in ne kemična sestava materiala samega, zato je veliko običajnih materialov mogoče vstaviti v auksetične aranžmaje, čeprav materiali, ki so fleksibilni in raztegljivi, najbolje delujejo.

Koncept materialov z negativnim Poissonovim razmerjem je leta 1987 v reviji Science prvič objavil Rod Lakes z Univerze v Iowi, ki je bil vodilni na nastajajočem področju. Izraz »avksetično« se za te materiale ni uporabljal do približno leta 1991. Izhaja iz grške besede auxetikos, kar pomeni »tisto, kar se nagiba k povečanju«.

Brez naravnih primerov
Auxetični materiali niso naravni in ni znanih bioloških primerov. Prvi avksetiki so bile pene s posebej izdelano mikrostrukturo. Odvisno od velikosti zračnih rež v mikrostrukturi je lahko avksetični učinek v teh materialih bolj ali manj ekstremen. Večina avksetičnih pen se zaradi raztezne sile razširi za približno 30 odstotkov, preden se drobi. Z naprednejšimi avksetiki, strukturiranimi na molekularni ravni, bi lahko bila možna bolj impresivna širitev.

Potencialne aplikacije
Predlogi za uporabo avksetikov so bili precej široki, čeprav je bilo od leta 2011 dejansko ustvarjenih le malo implementacij. Avksetike, ki se uporabljajo v majhnih medicinskih sondah, bi lahko uporabili za širjenje krvnih žil. Ti materiali se tako hitro širijo, da bi bili tudi idealni filtri, ki bi lahko ujeli veliko tujih delcev v svoji makrostrukturi. Za razliko od tradicionalnih filtrov lahko ostanejo majhni in kompaktni, ko niso v uporabi.

Prevajanje avksetičnih vlaken skozi kompozite bi lahko omogočilo izboljšanje trdnosti, pri čemer bi nagnjenost k širjenju pod razteznim stresom pomagala ohraniti celotno strukturo kompozita skupaj. To še posebej velja za kompozite, sestavljene iz materialov, ki imajo nagnjenost k drsenju drug mimo drugega. Številne druge potencialne aplikacije za auksetike še niso razviti, čeprav je seznam dolg in kaže veliko obetav na številnih področjih.