Hvad er hjælpestoffer?

Auxetics er materialer, der har et negativt Poisson-forhold - når de strækkes, bliver de federe i stedet for tyndere. Dette er muligt på grund af deres underliggende struktur. Man kan forestille sig et skum lavet af millioner af små båndbåndformede celler, der er forbundet med hinanden. Hvis nogen trækker på siderne af materialet, udvides baugbindingerne til firkanter, og ekspanderer på tværgående plan såvel som planet parallelt med strækningsindsatsen. Dette fænomen er forårsaget af makrostrukturen eller mikrostrukturen af ​​materialet og ikke den kemiske sammensætning af selve materialet, så mange almindelige materialer kan anbringes i auxetiske arrangementer, selvom materialer, der er fleksible og elastiske, fungerer bedst.

Konceptet med materialer med et negativt Poisson-forhold blev først offentliggjort i Science magazine i 1987 af Rod Lakes fra University of Iowa, der har været førende inden for det begynnende felt. Udtrykket "auxetik" blev ikke brugt til at henvise til disse materialer før omkring 1991. Det stammede fra det græske ord auxetikos , hvilket betyder "det, der har tendens til at stige."

Ingen naturlige eksempler

Auxetiske materialer er ikke naturlige, og der findes ingen kendte biologiske eksempler. De første hjælpestoffer var skum med specifikt konstruerede mikrostrukturer. Afhængig af størrelsen på lufthullerne i mikrostrukturen kan den auxetiske virkning i disse materialer være mere eller mindre ekstrem. De fleste auxetiske skum ekspanderer med en faktor på cirka 30 procent eller derover før makulering på grund af strækkraften. Med mere avanceret auxetik struktureret på molekylært niveau kan en mere imponerende ekspansion muligvis være mulig.

Potentielle applikationer

Forslag til anvendelse af auxetika har været temmelig vidt omfang, skønt der faktisk var blevet oprettet få implementeringer fra 2011. Hjælpemidler, der blev brugt i små medicinske sonder, kunne bruges til at udvide blodkar. Disse materialer udvides så let, at de også ville være ideelle filtre, der er i stand til at fange mange fremmede partikler i deres makrostruktur. I modsætning til traditionelle filtre kan de forblive små og kompakte, når de ikke er i brug.

Træning af auxetiske fibre gennem kompositter kunne muliggøre styrkeforbedringer, med tendensen til at udvide sig under strækningsspænding og hjælpe med at holde den samlede struktur af kompositten sammen. Dette gælder især for kompositter, der består af materialer, der har en tendens til at glide forbi hinanden. Mange andre potentielle applikationer til hjælpestoffer er endnu ikke udviklet, selvom listen er lang og viser et stort løfte på mange områder.