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O que são materiais auxéticos

Propostas para a utilização de materiais auxéticos são bastante divulgadas na comunidade científica, embora poucas implementações práticas tenham realmente sido criadas.

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O que são materiais auxéticosAuxéticos são materiais que possuem uma relação de Poisson negativa: quando são esticados, ficam mais gordos em vez de mais finos. Isto é possível por causa da sua estrutura subjacente.

Pode-se imaginar uma espuma feita de milhões de minúsculas gravatas-borboletas em forma de células, ligadas umas às outras. Se alguém puxa os lados do material, os laços se expandem em quadrados no plano transversal, bem como o plano paralelo ao alongamento de ação. Este fenômeno é causado pela macroestrutura ou microestrutura do material, e não pela composição química do material em si, de modo que muitos materiais comuns podem ser postos em regime auxéticos, embora com os materiais flexíveis e elásticos a técnica funcione melhor.

Material auxético maleável

Material auxético maleável

O conceito de materiais com um coeficiente de Poisson negativo foi publicado primeiramente em 1987 por Rod Lagos, da Universidade de Iowa, que tem sido um líder neste campo novo de estudos. O termo auxético não foi usado para se referir a esses materiais até cerca de 1991. É derivado da palavra grega auxetikos, que significa "aquele que tende a aumentar."

Esses materiais não são naturais e não existem exemplos biológicos conhecidos. Os primeiros foram espumas com microestruturas especificamente projetadas. Dependendo do tamanho das aberturas de ar na microestrutura, o efeito auxético nestes materiais pode ser mais ou menos extremo. As espumas mais auxéticas expandem por um fator de cerca de 30% ou mais antes de trituração por causa da força de alongamento. Com auxéticos mais avançados, estruturados no nível molecular, uma maior expansão talvez seja possível.

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Propostas para a utilização de materiais auxéticos são bastante divulgadas na comunidade científica, embora poucas implementações práticas tenham realmente sido criadas até 2011. Em pequenas sondas médicas, o material poderia ser utilizado para dilatar os vasos sanguíneos. Estes materiais expandem tão rapidamente que também seriam filtros ideais, capazes de capturar muitas partículas estranhas na sua macroestrutura. Ao contrário dos filtros tradicionais, os auxéticos poderiam permanecer pequenos e compactos quando não estiverem em uso.

Rosqueamento de fibras auxéticas através de compósitos poderia permitir melhoramentos de resistência, com a tendência para se expandir sob tensão de alongamento ajudando a manter a estrutura global do conjunto. Isto é particularmente verdadeiro para compósitos constituídos por materiais que têm uma tendência a deslizar um sobre o outro. Muitos outros usos potenciais ainda estão em desenvolvimento: a lista é longa e mostra aplicações promissoras em muitos campos.

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