Kas ir auksētiskie materiāli?

Auksētiķi ir materiāli, kuriem ir negatīva Puasona attiecība — tos izstiepjot, tie kļūst resnāki, nevis plānāki. Tas ir iespējams to pamatā esošās struktūras dēļ. Varētu iedomāties putas, kas izgatavotas no miljoniem sīku tauriņa formas šūnu, kas savienotas viena ar otru. Ja kāds velk aiz materiāla sāniem, tauriņi izplešas kvadrātos, izplešoties gan šķērsplaknē, gan plaknē, kas ir paralēla stiepšanās darbībai. Šo parādību izraisa materiāla makrostruktūra vai mikrostruktūra, nevis paša materiāla ķīmiskais sastāvs, tāpēc daudzus izplatītus materiālus var ievietot auksētiskā izkārtojumā, lai gan vislabāk darbojas materiāli, kas ir elastīgi un elastīgi.

Materiālu jēdzienu ar negatīvu Puasona koeficientu žurnālā Science 1987. gadā pirmo reizi publicēja Rods Leikss no Aiovas universitātes, kurš ir bijis līderis topošajā jomā. Termins “auksētisks” tika izmantots, lai apzīmētu šos materiālus tikai aptuveni 1991. gadā. Tas tika atvasināts no grieķu vārda auxetikos, kas nozīmē “tas, kam ir tendence pieaugt”.

Nav dabisku piemēru
Auksētiskie materiāli nav dabiski, un nav zināmu bioloģisko piemēru. Pirmie auksētiķi bija putas ar īpaši izstrādātām mikrostruktūrām. Atkarībā no mikrostruktūras gaisa spraugu lieluma, auksētiskais efekts šajos materiālos var būt vairāk vai mazāk ārkārtējs. Lielākā daļa auksētisko putu stiepšanās spēka dēļ pirms sasmalcināšanas izplešas apmēram par 30 procentiem. Ar modernāku auksētiku, kas strukturēta molekulārā līmenī, varētu būt iespējama iespaidīgāka paplašināšanās.

Iespējamie pielietojumi
Priekšlikumi par auksētiku izmantošanu ir bijuši diezgan plaši, lai gan līdz 2011. gadam faktiski bija izveidoti daži implementācijas. Auksētiku, ko izmanto mazās medicīniskās zondēs, varētu izmantot asinsvadu paplašināšanai. Šie materiāli izplešas tik viegli, ka tie būtu arī ideāli filtri, kas savā makrostruktūrā spēj uztvert daudzas svešas daļiņas. Atšķirībā no tradicionālajiem filtriem tie var palikt mazi un kompakti, kad tos neizmanto.

Auksētisko šķiedru vītņošana caur kompozītmateriāliem varētu uzlabot izturību, un tendence izplesties stiepšanās spriedzes ietekmē palīdz saglabāt kompozītmateriāla vispārējo struktūru kopā. Tas jo īpaši attiecas uz kompozītmateriāliem, kas sastāv no materiāliem, kuriem ir tendence slīdēt viens otram garām. Vēl ir jāizstrādā daudzi citi potenciālie auksētikas pielietojumi, lai gan saraksts ir garš un daudzās jomās liecina par lielu solījumu.