Hva er Auxetic Materialer?

February 16  by Eliza

Auxetics er materialer som har en negativ Poisson-forhold - når de er strukket, de får fetere istedenfor tynnere. Dette er mulig på grunn av den underliggende struktur. Man kan forestille seg en skum laget av millioner av små bow-tie formet celler, koblet til hverandre. Hvis noen trekker på sidene av materialet, de sløyfer ekspandere i firkanter, utvider den tverrplan, så vel som planet parallelt med strekke handling. Dette fenomen er forårsaket av makrostrukturen eller mikrostrukturen i materialet og ikke den kjemiske sammensetning av materialet i seg selv, kan så mange vanlige materialer settes i auxetic ordninger, selv om materialer som er fleksibel og elastisk fungerer best.

Konseptet av materialer med en negativ Poisson ratio ble først publisert i tidsskriftet Science i 1987 av Rod Lakes ved Universitetet i Iowa, som har vært ledende i den gryende feltet. Begrepet "auxetic" ble ikke brukt for å referere til disse materialene til ca 1991. Det ble avledet fra det greske ordet auxetikos, som betyr "det som har en tendens til å øke."

Ingen naturlige eksempler

Auxetic materialer er ikke naturlig, og ingen kjente biologiske eksempler finnes. De første auxetics var skum med spesielt utviklet mikrostrukturer. Avhengig av størrelsen av luftgapene i mikrostrukturen, kan den auxetic effekt i disse materialene være mer eller mindre ekstreme. De fleste auxetic skum ekspandere med en faktor på omtrent 30 prosent eller så før strimling på grunn av strekkraften. Med flere avanserte auxetics strukturert på molekylært nivå, kanskje mer imponerende ekspansjon være mulig.

Potensielle Applications

Forslag til bruk av auxetics har vært ganske stort i omfang, selv om noen implementeringer hadde faktisk blitt opprettet som 2011. Auxetics brukes i små medisinske sonder kan brukes til å utvide blodårene. Disse materialene utvider så lett at de også ville være ideelt filtre, i stand til å fange mange fremmede partikler i sin makrostrukturen. I motsetning til tradisjonelle filtre, kan de være liten og kompakt når det ikke er i bruk.

Threading auxetic fiber gjennom kompositter kan tillate for styrke forbedringer, med tendens til å utvide etter stretching stresset hjelpe å holde den samlede strukturen i kompositt sammen. Dette gjelder særlig for komposittmaterialer som består av materialer som har en tendens til å gli forbi hverandre. Mange andre mulige bruksområder for auxetics er ennå ikke utviklet, selv om listen er lang, og viser store løftet på mange felt.