Auksetyki charakteryzują się ujemną wartością współczynnika Poissona, będącego stosunkiem odkształceń poprzecznych do wzdłużnych w warunkach naprężeń jednoosiowych. Nieintuicyjne reakcje tego typu materiałów na osiowe rozciąganie lub ściskanie mogą okazać się bardzo atrakcyjne pod kątem zastosowania w budowie struktur konstrukcyjnych i ochronnych. Niestety potencjał wytwarzanych przemysłowo austetyków (na przykład stenty), jest jak dotąd dość ograniczony ze względu na niską sztywność i ograniczoną zdolność pochłaniania energii.
Zespół badaczy z RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) opracował auksetyczną strukturę lattice, inspirowaną budową koszyczka Wenery, morskiej gąbki z gromady Hexactinellida. Dzięki odpowiedniemu wkomponowaniu w strukturę sieciową dwóch rodzajów komórek elementarnych, uzyskany metamateriał jest 13 razy sztywniejszy od dotychczasowych auksetyków, może pochłaniać 10% więcej energii i charakteryzuje się o 60% większym zakresem odkształceń.
Opracowana auksetyczna struktura lattice została poddana szeregowi badań symulacyjnych. Próbki do badań fizycznych wykonano z termoplastycznego poliuretanu TPU. Planowane jest zbadanie przydatności takiej struktury, wykonanej z materiałów konstrukcyjnych (stal) i budowlanych (cement i ubita ziemia). Jak wyjaśnia dr Jiaming Ma z RMIT, w zastosowaniach budowlanych opracowana struktura mogłaby sprawdzić się w konstrukcji budynków wznoszonych w strefach podwyższonej aktywności sejsmicznej. Rozważane jest także zastosowania wynalazku do produkcji wyposażenia sportowego i sprzętu ochronnego. Dzięki wykorzystaniu algorytmów generatywnych w oparciu o wynalezioną strukturę może powstać nowa klasa metamateriałów o programowalnych właściwościach.
rmit.edu.au
