Dehnen Sie nahezu jedes Material und was passiert damit? Es wird natürlich dünner. Es stellt sich jedoch heraus, dass dies keine universelle Regel ist. Wissenschaftler der britischen Universität Leeds haben ein neues synthetisches Material entdeckt, das tatsächlich dicker wird, je stärker es gedehnt wird. Es wird als Flüssigkristallelastomer bezeichnet und besteht aus demselben Flüssigkristall Material, das am häufigsten in Flachbildschirmen und Fernsehbildschirmen zu finden ist.
„Dieses Verhalten, bei dem die Dicke eines Materials zunimmt, wenn es gedehnt wird, wird als ‚auxetisches‘ Verhalten bezeichnet.“ Dr. Devesh Mistry von der School of Physics and Astronomy in Leeds – die allerdings bald an die University of Colorado, Denver wechseln wird – erzählte Digital Trends. „Bisher erfordert künstliche Auxetik ein Material, das mit spezifischen Strukturen hergestellt wurde, die die auxetische Reaktion ermöglichen. Unser Material benötigt solche Strukturen nicht, da das Verhalten dem Material innewohnt und ein Ergebnis der molekularen Umstrukturierung im Inneren des Materials ist.“
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Mistry sagte, dass die ungewöhnlichen Eigenschaften des synthetischen Materials nicht nur aus Sicht der materialwissenschaftlichen Forschung interessant seien; Sie eröffnen auch einige faszinierende Möglichkeiten in der realen Welt, die von medizinischen Anwendungsfällen bis hin zu futuristischen Körperpanzern reichen. „Das ist spannend, da Auxetika bekanntermaßen ein verbessertes mechanisches Verhalten wie Stoßdämpfung und Reißfestigkeit aufweisen“, fuhr er fort. „[Aus diesem Grund] haben diese einfacheren Materialien eine große Anzahl potenzieller Anwendungen, von biomedizinischen Geräten bis hin zu flexibler Elektronik.“
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Einige Beispiele für andere auxetische Materialien sind Katzenhaut, Sehnen im menschlichen Körper und die Schutzschicht in Muschelschalen. Forscher versuchen seit Jahrzehnten, diese Eigenschaften synthetisch nachzubilden, doch bis heute ist ihnen dies nur mit kostspieligen und zeitaufwändigen Verfahren gelungen. Während einige der auxetischen Eigenschaften natürlicher Materialien auf diese früheren synthetischen Materialien übertragen werden, haben sich die im Labor hergestellten Materialien in einigen Fällen als enttäuschend schwach und porös erwiesen.
Daher ist diese neue Forschung – die auf einer synthetischen molekularen Version auxetischer Materialien basiert – ein spannender Schritt nach vorne. Erwarten Sie jedoch nicht, dass es in absehbarer Zeit als fertiges Produkt auf den Markt kommt. „Eines der nächsten wichtigen Dinge, die es zu verstehen gilt, ist, welche molekularen Prozesse dieses Verhalten antreiben“, sagte Mistry. „Sobald wir das verstanden haben, können wir das Verhalten für bestimmte Anwendungen anpassen und neue Materialien für Geräte entwerfen.“
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
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