Hva er hjelpematerialer?

Auxetics er materialer som har et negativt Poisson-forhold - når de blir strukket, blir de feitere i stedet for tynnere. Dette er mulig på grunn av deres underliggende struktur. Man kan forestille seg et skum laget av millioner av små båndbindingsformede celler, koblet til hverandre. Hvis noen trekker på sidene av materialet, utvides baugbåndene til firkanter, og utvider seg på tverrplanet så vel som planet parallelt med strekkehandlingen. Dette fenomenet er forårsaket av makrostrukturen eller mikrostrukturen i materialet og ikke den kjemiske sammensetningen av selve materialet, så mange vanlige materialer kan settes inn i auxetiske arrangementer, selv om materialer som er fleksible og tøyelige fungerer best.

Materialbegrepet med et negativt Poisson-forhold ble først publisert i Science magazine i 1987 av Rod Lakes fra University of Iowa, som har vært ledende innen det begynnende feltet. Begrepet "auxetic" ble ikke brukt til å referere til disse materialene før rundt 1991. Det ble avledet fra det greske ordet auxetikos , som betyr "det som har en tendens til å øke."

Ingen naturlige eksempler

Auxetiske materialer er ikke naturlige, og ingen kjente biologiske eksempler finnes. De første hjelpestoffene var skum med spesielt konstruerte mikrostrukturer. Avhengig av størrelsen på luftspaltene i mikrostrukturen, kan den auxetiske effekten i disse materialene være mer eller mindre ekstrem. De fleste auxetisk skum utvides med en faktor på omtrent 30 prosent før de makuleres på grunn av strekkraften. Med mer avansert auxetikk strukturert på molekylært nivå, kan mer imponerende ekspansjon være mulig.

Potensielle applikasjoner

Forslag til bruk av hjelpestoffer har vært ganske omfattende i omfang, selv om få implementeringer faktisk hadde blitt opprettet fra og med 2011. Hjelpemidler brukt i små medisinske sonder kunne brukes til å utvide blodkar. Disse materialene utvides så lett at de også ville være ideelle filtre som er i stand til å fange mange fremmede partikler i makrostrukturen. I motsetning til tradisjonelle filtre, kan de forbli små og kompakte når de ikke er i bruk.

Å trenge auxetiske fibre gjennom kompositter kan gi rom for forbedringer av styrke, med en tendens til å utvide seg under strekkspenning og bidra til å holde komposittens samlede struktur sammen. Dette gjelder spesielt kompositter som består av materialer som har en tendens til å gli forbi hverandre. Mange andre potensielle applikasjoner for hjelpestoffer er ennå ikke utviklet, selv om listen er lang og viser store løfter på mange felt.