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Desde 1985 hasta la actualidad: ¿Por qué la investigación sobre materiales auxéticos ha crecido de manera tan explosiva?
Los materiales auxéticos son conocidos por su exclusivo índice de Poisson negativo, que permite que el estiramiento en una dirección cause expansión en la dirección vertical. En comparación con los materiales tradicionales, los materiales Auxetic presentan un comportamiento inverso, lo que ha despertado el gran interés de los investigadores por sus posibles aplicaciones. Desde que se mencionó ampliamente por primera vez en 1985, la cantidad de literatura sobre los materiales auxéticos se ha disparado, provocando acalorados debates y exploraciones en la comunidad científica.
Las propiedades de los materiales Auxetic les otorgan un amplio potencial de aplicación en equipos de protección, dispositivos médicos e incluso diseño de ropa.
El origen y desarrollo de los materiales Auxetic
La palabra Auxética proviene del griego "αὐξητικός", que significa "aquello que promueve el aumento". El término fue acuñado por el profesor Ken Evans de la Universidad de Exeter. La estructura RFS, inventada por el investigador berlinés K. Pietsch en 1978, se considera el primer ejemplo de material auxético artificial. Aunque el término "Auxetic" aún no se utilizaba en ese momento, fue el primero en describir el mecanismo de palanca subyacente y su respuesta mecánica no lineal y, por lo tanto, se le considera el inventor de la red Auxetic.
En 1985, A. G. Kolpakov publicó por primera vez materiales con un índice de Poisson negativo en su artículo. Luego, en 1987, la revista Science presentó una estructura de espuma descrita por el grupo de investigación de R.S Lakes en la Universidad de Wisconsin, que popularizó aún más el conocimiento de este material. No fue hasta 1991 que el término auxético empezó a utilizarse habitualmente.
Propiedades y aplicaciones de los materiales Auxéticos
Los materiales auxiliares suelen tener densidades bajas, lo que permite que su microestructura se flexione como bisagras bajo tensión. A nivel macro, el comportamiento auxético se puede ilustrar mediante una cuerda inelástica enrollada alrededor de un resorte. Cuando se separan los extremos de la estructura, la cuerda inelástica se endereza y el resorte se estira y se enrolla alrededor de ella, aumentando el volumen efectivo de la estructura.
Las excelentes propiedades de los materiales Auxetic los hacen excelentes en productos como calzado y prótesis médicas, e incluso se puede encontrar un rendimiento similar en formas de vida orgánica.
Por ejemplo, ciertos materiales y tejidos cristalinos, como las células madre embrionarias de ratón, también exhiben propiedades auxéticas en determinadas condiciones. Esto no sólo vincula los materiales Auxetic con la investigación científica, sino que también señala su potencial para aplicaciones biomédicas.
Ejemplos de materiales auxéticos
Existen muchos ejemplos prácticos de materiales Auxetic, como por ejemplo:
- Espuma de poliuretano auxético
- Células madre embrionarias de ratón
- Piedra α-cristalina
- Una variedad de materiales cristalinos (como litio, sodio, potasio, etc.)
- Piedras y Minerales
- Grafeno
- Tejido óseo y tendones en la vida diaria
Estos diferentes ejemplos de materiales Auxetic demuestran su amplia aplicabilidad desde lo micro hasta lo macro, lo que demuestra la diversidad y el potencial de la investigación Auxetic.
El rápido crecimiento de la investigación sobre materiales auxéticos
En los últimos años, según datos del buscador Scopus, la literatura de investigación sobre materiales auxéticos ha mostrado una tendencia de crecimiento explosivo. En 1991 solo hubo una publicación relevante, pero en 2016, este número había aumentado a 165, lo que demuestra el creciente interés por los materiales auxéticos entre los investigadores.
Sin embargo, aunque los materiales Auxetic muestran un gran potencial de aplicación, su aplicación generalizada en múltiples campos aún enfrenta desafíos. Por lo tanto, es fundamental seguir investigando para perfeccionar los materiales Auxetic y promover sus aplicaciones.
¿En cuántos campos pueden los materiales Auxetic tener un impacto y cambiar el futuro de la ciencia de los materiales?
