Co jsou pomocné materiály?

Auxetika jsou materiály, které mají negativní Poissonův poměr - když jsou nataženy, místo tlustší tlustší. To je možné díky jejich základní struktuře. Dalo by se představit pěnu vyrobenou z milionů malých buněk ve tvaru motýlek, spojených navzájem. Pokud někdo táhne po stranách materiálu, motýlky se rozprostírají na čtverce, rozpínající se v příčné rovině i v rovině rovnoběžné s protahovací akcí. Tento jev je způsoben makrostrukturou nebo mikrostrukturou materiálu a ne chemickým složením samotného materiálu, takže mnoho běžných materiálů může být uvedeno do auxetických uspořádání, i když materiály, které jsou flexibilní a pružné, fungují nejlépe.

Koncept materiálů s negativním Poissonovým poměrem byl poprvé publikován v časopise Science v roce 1987 Rodem Lakesem z University of Iowa, který byl lídrem v rodícím se oboru. Termín „auxetický“ nebyl používán k označení těchto materiálů až do roku 1991. Byl odvozen z řeckého slova auxetikos , což znamená „to, co má tendenci se zvyšovat“.

Žádné přirozené příklady

Auxetické materiály nejsou přírodní a neexistují žádné známé biologické příklady. Prvními auxetiky byly pěny se specificky vytvořenými mikrostrukturami. V závislosti na velikosti vzduchových mezer v mikrostruktuře může být auxetický účinek v těchto materiálech více či méně extrémní. Většina auxetických pěn se před drcením expanduje faktorem asi 30 procent, což je způsobeno natahovací silou. S pokročilejšími auxetiky strukturovanými na molekulární úrovni by mohla být možná působivější expanze.

Potenciální aplikace

Návrhy na použití auxetik byly dostatečně široké, ačkoli od roku 2011 bylo ve skutečnosti vytvořeno jen málo implementací. Auxetika použitá v malých lékařských sondách by mohla být použita k dilataci krevních cév. Tyto materiály se rozpínají tak snadno, že by také byly ideální filtry schopné zachytit mnoho cizích částic v jejich makrostruktuře. Na rozdíl od tradičních filtrů by mohly zůstat malé a kompaktní, pokud se nepoužívají.

Navlékání auxetických vláken přes kompozity by mohlo umožnit zlepšení pevnosti, s tendencí expandovat pod napínacím napětím, což pomáhá udržovat celkovou strukturu kompozitu pohromadě. To platí zejména pro kompozity složené z materiálů, které mají sklon klouzat kolem sebe. Mnoho dalších potenciálních aplikací pro auxetika je třeba ještě vyvinout, ačkoli seznam je dlouhý a ukazuje velký slib v mnoha oborech.