Co to są materiały pomocnicze?

Auksetyka to materiały o ujemnym współczynniku Poissona - po rozciągnięciu stają się grubsze zamiast cieńsze. Jest to możliwe dzięki ich podstawowej strukturze. Można sobie wyobrazić piankę wykonaną z milionów małych komórek w kształcie muszki, połączonych ze sobą. Jeśli ktoś ciągnie po bokach materiału, muszki rozszerzają się na kwadraty, rozszerzając się na płaszczyźnie poprzecznej, a także płaszczyźnie równoległej do działania rozciągającego. Zjawisko to jest spowodowane makrostrukturą lub mikrostrukturą materiału, a nie składem chemicznym samego materiału, więc wiele typowych materiałów można umieścić w układach auksetycznych, chociaż materiały, które są elastyczne i rozciągliwe, działają najlepiej.

Koncepcja materiałów o ujemnym współczynniku Poissona została po raz pierwszy opublikowana w magazynie Science w 1987 roku przez Rod Lakes z University of Iowa, który był liderem w rodzącej się dziedzinie. Termin „auksetyczny” nie był używany w odniesieniu do tych materiałów aż do około 1991 r. Pochodził z greckiego słowa auxetikos , co oznacza „to, co ma tendencję do wzrostu”.

Brak naturalnych przykładów

Materiały pomocnicze nie są naturalne i nie istnieją znane przykłady biologiczne. Pierwszymi środkami pomocniczymi były pianki o specjalnie zaprojektowanych mikrostrukturach. W zależności od wielkości szczelin powietrznych w mikrostrukturze działanie auksetyczne w tych materiałach może być mniej więcej ekstremalne. Większość pianek asetetycznych rozpręża się około 30 procent przed strzępieniem z powodu siły rozciągającej. Dzięki bardziej zaawansowanej auksyce ustrukturyzowanej na poziomie molekularnym możliwe może być bardziej imponujące rozszerzenie.

Potencjalne aplikacje

Propozycje zastosowania auksetyki miały dość szeroki zakres, chociaż od 2011 r. Faktycznie stworzono niewiele wdrożeń. Auksetyka stosowana w małych sondach medycznych może być stosowana do rozszerzania naczyń krwionośnych. Materiały te rozszerzają się tak łatwo, że byłyby również idealnymi filtrami, zdolnymi do wychwytywania wielu obcych cząstek w ich makrostrukturze. W przeciwieństwie do tradycyjnych filtrów mogą pozostawać małe i kompaktowe, gdy nie są używane.

Przeciąganie włókien asetetycznych przez kompozyty może pozwolić na poprawę wytrzymałości, z tendencją do rozszerzania się pod naprężeniem rozciągającym, pomagając zachować ogólną strukturę kompozytu razem. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku kompozytów składających się z materiałów, które mają tendencję do przesuwania się obok siebie. Wiele innych potencjalnych zastosowań w dziedzinie aseetyki jest jeszcze w fazie opracowywania, chociaż lista jest długa i daje wiele nadziei w wielu dziedzinach.