Auxetiikka on materiaaleja, joilla on negatiivinen Poisson -suhde – kun ne venytetään, ne paksunevat ohuemman sijaan. Tämä on mahdollista niiden taustalla olevan rakenteen vuoksi. Voitaisiin kuvitella vaahto, joka on valmistettu miljoonista pienistä rusetinmuotoisista soluista, jotka on kytketty toisiinsa. Jos joku vetää materiaalin reunoista, rusetit laajenevat neliöiksi, jotka laajenevat poikittaistasolla sekä venytyksen yhdensuuntaisella tasolla. Tämä ilmiö johtuu materiaalin makrorakenteesta tai mikrorakenteesta eikä itse materiaalin kemiallisesta koostumuksesta, joten monia yleisiä materiaaleja voidaan laittaa aukseettisiin järjestelyihin, vaikka joustavat ja joustavat materiaalit toimivat parhaiten.
Negatiivisen Poisson -suhteen materiaalien käsite julkaistiin ensimmäisen kerran Science -lehdessä vuonna 1987 Rod Lakesin Iowan yliopistosta, joka on ollut johtava aloittelija. Termiä “auxetic” käytettiin viittaamaan näihin materiaaleihin vasta noin vuonna 1991. Se on johdettu kreikan sanasta auxetikos, joka tarkoittaa “sitä, jolla on taipumus kasvaa”.
Ei luonnollisia esimerkkejä
Akseettiset materiaalit eivät ole luonnollisia, eikä tunnettuja biologisia esimerkkejä ole olemassa. Ensimmäiset auxetiikat olivat vaahtoja, joissa oli erityisesti suunniteltuja mikrorakenteita. Mikrorakenteen ilmarakojen koosta riippuen näiden materiaalien aukseettinen vaikutus voi olla enemmän tai vähemmän äärimmäinen. Useimmat aukseettiset vaahdot laajenevat noin 30 prosentilla ennen murskaamista venytysvoiman vuoksi. Edistyneemmällä molekyylitasolla rakennetulla auxetiikalla vaikuttavampi laajentuminen voi olla mahdollista.
Mahdolliset sovellukset
Ehdotukset aukseettisten aineiden käytöstä ovat olleet varsin laajoja, vaikka toteutuksia oli tosiasiallisesti luotu vuodesta 2011 lähtien. Pienissä lääketieteellisissä koettimissa käytettyjä akseetteja voitaisiin käyttää verisuonten laajentamiseen. Nämä materiaalit laajenevat niin helposti, että ne olisivat myös ihanteellisia suodattimia, jotka kykenevät sieppaamaan monia vieraita hiukkasia niiden makrorakenteessa. Toisin kuin perinteiset suodattimet, ne voivat jäädä pieniksi ja kompakteiksi, kun niitä ei käytetä.
Auxetic -kuitujen pujottaminen komposiittien läpi voisi parantaa lujuutta, ja taipumus laajentua venytysjännityksen alla auttaa pitämään komposiitin koko rakenteen yhdessä. Tämä koskee erityisesti komposiitteja, jotka koostuvat materiaaleista, joilla on taipumus liukua toistensa ohi. Monet muut mahdolliset sovellukset auxetiikalle ovat vielä kehittämättä, vaikka luettelo on pitkä ja lupaa paljon lupausta monilla aloilla.