Les auxétiques sont des matériaux qui ont un coefficient de Poisson négatif – lorsqu’ils sont étirés, ils deviennent plus gros au lieu de plus minces. Ceci est possible en raison de leur structure sous-jacente. On pourrait imaginer une mousse constituée de millions de minuscules cellules en forme de nœud papillon, reliées les unes aux autres. Si quelqu’un tire sur les côtés du matériau, les nœuds papillon se dilatent en carrés, s’étendant sur le plan transversal ainsi que sur le plan parallèle à l’action d’étirement. Ce phénomène est causé par la macrostructure ou la microstructure du matériau et non par la composition chimique du matériau lui-même, de nombreux matériaux courants peuvent donc être placés dans des arrangements auxétiques, bien que les matériaux flexibles et extensibles fonctionnent mieux.
Le concept de matériaux avec un coefficient de Poisson négatif a été publié pour la première fois dans le magazine Science en 1987 par Rod Lakes de l’Université de l’Iowa, qui a été un leader dans le domaine naissant. Le terme « auxétique » n’a pas été utilisé pour désigner ces matériaux jusqu’en 1991 environ. Il est dérivé du mot grec auxetikos, qui signifie « ce qui tend à augmenter ».
Pas d’exemples naturels
Les matériaux auxétiques ne sont pas naturels et aucun exemple biologique connu n’existe. Les premiers auxétiques étaient des mousses avec des microstructures spécialement conçues. Selon la taille des entrefers de la microstructure, l’effet auxétique dans ces matériaux peut être plus ou moins extrême. La plupart des mousses auxétiques se dilatent d’un facteur d’environ 30 pour cent environ avant le déchiquetage en raison de la force d’étirement. Avec des auxétiques plus avancées structurées au niveau moléculaire, une expansion plus impressionnante pourrait être possible.
Applications potentielles
Les propositions d’utilisation d’auxétiques ont une portée assez large, bien que peu de mises en œuvre aient été créées en 2011. Les auxétiques utilisées dans de petites sondes médicales pourraient être utilisées pour dilater les vaisseaux sanguins. Ces matériaux se dilatent si facilement qu’ils seraient également des filtres idéaux, capables d’attraper de nombreuses particules étrangères dans leur macrostructure. Contrairement aux filtres traditionnels, ils peuvent rester petits et compacts lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
L’enfilage de fibres auxétiques à travers des composites pourrait permettre d’améliorer la résistance, la tendance à se dilater sous la contrainte d’étirement aidant à maintenir la structure globale du composite ensemble. Cela est particulièrement vrai des composites constitués de matériaux qui ont tendance à glisser les uns sur les autres. De nombreuses autres applications potentielles de l’auxétique doivent encore être développées, bien que la liste soit longue et prometteuse dans de nombreux domaines.