Que sont les matériaux Auxetic?

Les auxiliaires sont des matériaux qui ont un coefficient de Poisson négatif - quand ils sont étirés, ils grossissent au lieu d’être plus minces. Cela est possible en raison de leur structure sous-jacente. On pourrait imaginer une mousse constituée de millions de minuscules cellules en forme de nœud papillon, reliées les unes aux autres. Si quelqu'un tire sur les côtés du tissu, les nœuds papillon se dilatent en carrés, aussi bien dans le plan transversal que dans le plan parallèle à l'action d'étirement. Ce phénomène est dû à la macrostructure ou à la microstructure du matériau et non à la composition chimique du matériau lui-même. Par conséquent, de nombreux matériaux courants peuvent être placés dans des arrangements auxétiques, bien que des matériaux souples et extensibles fonctionnent mieux.

Le concept de matériaux avec un coefficient de Poisson négatif a été publié pour la première fois dans Science magazine en 1987 par Rod Lakes, de l’Université de l’Iowa, qui était un chef de file dans le domaine naissant. Le terme "auxetic" n'a été utilisé pour désigner ces matériaux qu'en 1991 environ. Il est dérivé du mot grec auxetikos , qui signifie "ce qui tend à augmenter".

Aucun exemple naturel

Les matériaux auxiliaires ne sont pas naturels et il n'existe aucun exemple biologique connu. Les premières auxétiques étaient des mousses dotées de microstructures spécialement conçues. En fonction de la taille des espaces d'air dans la microstructure, l'effet auxétique dans ces matériaux peut être plus ou moins extrême. La plupart des mousses auxétiques se dilatent environ 30% environ avant le déchiquetage en raison de la force d’étirement. Avec une auxétique plus avancée structurée au niveau moléculaire, une expansion plus impressionnante pourrait être possible.

Applications potentielles

Les propositions d'utilisation des auxiliaires ont une portée assez large, bien que peu d'applications aient été créées à partir de 2011. Les auxiliaires utilisés dans de petites sondes médicales pourraient être utilisés pour dilater les vaisseaux sanguins. Ces matériaux se dilatent si facilement qu'ils constitueraient également des filtres idéaux, capables de capter de nombreuses particules étrangères dans leur macrostructure. Contrairement aux filtres traditionnels, ils pourraient rester petits et compacts lorsqu'ils ne sont pas utilisés.

Enfiler des fibres auxétiques à travers les composites pourrait permettre des améliorations de résistance, avec la tendance à se dilater sous l'effet de l'étirement, contribuant à maintenir ensemble la structure globale du composite. Cela est particulièrement vrai des composites constitués de matériaux qui ont tendance à glisser les uns sur les autres. De nombreuses autres applications potentielles de l'auxétique doivent encore être développées, bien que la liste soit longue et prometteuse dans de nombreux domaines.