No hay un sinónimo exacto en español que describa auxético como una propiedad específica de los materiales. El término auxético se refiere a materiales que se expanden todas direcciones cuando se les estira, en contraposición a la mayoría de los materiales que se adelgazan en la dirección perpendicular a la fuerza aplicada. Sin embargo, en contextos menos técnicos, se podría intentar describir esta propiedad con términos como expansivo multidireccional o de expansión positiva al estiramiento, aunque estos no son términos estándar ni específicamente sinónimos de “auxético”. La singularidad del comportamiento auxético hace que el término sea específico y sin un equivalente directo.
Esta característica contraintuitiva no solo desafía las leyes tradicionales de la física, sino que también abre un abanico de posibilidades para aplicaciones innovadoras en diversos campos. Esta propiedad se denomina en física como coeficiente de Poisson negativo. La explicación de cómo se logra y se explica la estructura de los plásticos auxéticos implica tanto su composición química como su estructura física.
La propiedad auxética se logra a través de una estructura interna única de los materiales, que puede ser diseñada o encontrada naturalmente en ciertos polímeros. Estas estructuras pueden ser a nivel microscópico o nanométrico, y su diseño específico permite que el material actúe de manera inusual cuando se aplica una fuerza.
También lee: Cemex: concreto enriquecido con plástico para una construcción sostenible
Estos materiales suelen tener una estructura interna configurada en formas específicas, como reticuladas, geometrías reentrantes (formas que se curvan hacia adentro), o configuraciones de fibras entrelazadas, lo cual favorece a que el polímero se deforme de manera que se expanda en todas direcciones bajo tensión. La producción de plásticos auxéticos implica la modificación de la estructura molecular del polímero base. Esto se logra mediante la introducción de enlaces químicos cruzados o la incorporación de estructuras reticuladas en el polímero. Estas modificaciones permiten que el plástico se expanda en todas las direcciones cuando se somete a fuerzas de estiramiento.
Diferentes técnicas
Existen varias técnicas utilizadas para producir plásticos auxéticos. Una de ellas es la polimerización en masa, donde los monómeros se mezclan y se someten a una reacción química para formar el polímero auxético. Otra técnica es la modificación de un polímero existente mediante la introducción de enlaces cruzados o la adición de estructuras reticuladas. También se obtienen a través de técnicas especiales de fabricación, como la impresión 3D, el moldeo por inyección con diseños específicos, o procesos químicos que implican la modificación de la estructura molecular del polímero base mediante la incorporación de aditivos especiales como agentes reticulantes, modificadores de cadena y refuerzos. Estos aditivos desempeñan un papel crucial en la creación de la propiedad distintiva de expansión del plástico auxético.
Las unidades estructurales del material (como las células en una estructura celular) están diseñadas de tal manera que, al estirar el material, estas unidades tienden a girar o reorientarse, resultando en una expansión en lugar de una contracción en la dirección perpendicular a la fuerza aplicada. Las estructuras reentrantes son aquellas que tienen una forma geométrica que se curva hacia adentro. Cuando se aplica una fuerza, la tensión hace que estas estructuras giren, lo que efectivamente hace que el material se expanda en lugar de contraerse. En algunas estructuras auxéticos, el mecanismo de expansión se asemeja al movimiento de una bisagra, donde las unidades estructurales se abren bajo tensión, aumentando el volumen del material.
Diversas aplicaciones
Las aplicaciones de estos materiales son tan variadas como fascinantes. En la industria aeroespacial y automotriz, se utilizan para crear componentes ligeros pero robustos, capaces de absorber impactos eficazmente. El equipamiento deportivo, como cascos y protectores, se beneficia de su capacidad para ofrecer protección mejorada, mientras que, en el ámbito médico, su uso en stents y otros implantes representa un avance significativo, adaptándose de manera óptima al cuerpo humano.
Los textiles inteligentes también aprovechan las propiedades únicas de los plásticos auxéticos, creando prendas que se ajustan y responden al movimiento, mejorando la comodidad y el rendimiento.
Para entender más fácilmente el concepto auxético, recordemos como operan los juguetes tradicionales atrapa novias que son tubos de palma tejidos en donde metes un dedo. Si lo jalas hacia afuera, el tejido se aprieta alrededor de tu dedo y te aprisiona. Tienes que introducir suavemente y sin fuerza el dedo para que el tubo se ensanche y puedas liberarte.
Estas aplicaciones son solo la punta del iceberg, ya que la investigación continua promete expandir aún más el alcance de estos materiales revolucionarios. Con su capacidad única y versátil, los plásticos auxéticos abren un mundo de posibilidades en aplicaciones donde se requiere flexibilidad y resistencia.
