Ett internationellt forskarlag ledd av kemisten prof. Thomas Heine vid TU Dresden har upptäckt ett nytt tvådimensionellt material med oöverträffade egenskaper:oavsett om det är ansträngt eller komprimerat, det expanderar alltid. Detta så kallade halv-auxetiska beteende har inte observerats tidigare och är därför mycket lovande för design av nya applikationer, speciellt inom nanosensorik.

Om du sträcker ett elastiskt band, det blir tunnare – ett fysiskt beteende som gäller för de flesta "vanliga" material. Sedan 1900-talet, ett motsatt beteende har varit känt inom materialforskningen:den så kallade auxetic (från antikens grekiska auxetos, vilket betyder "töjbara") material expanderar i riktningen vinkelrät mot töjningen. Likaså, de krymper när de komprimeras. Vetenskapligt, de kännetecknas av en negativ Poisson-kvot. Förmodligen den mest kända och äldsta tillämpningen av ovanliga Poissons förhållanden är flaskkorken, som har ett Poisson-förhållande på noll. Detta har den effekten att korken kan stoppas i flaskans tunnare hals.

På grund av deras speciella egenskaper, auxetic material möjliggör helt nya funktionaliteter och designlösningar för en mängd innovativa produkter med justerbara funktionella egenskaper, inklusive tillämpningar inom medicinteknik eller vid utveckling av skyddsutrustning såsom cykelhjälmar eller skyddsjackor.

Thomas Heine, Professor i teoretisk kemi vid TU Dresden, och hans team har nu upptäckt ett tidigare okänt fenomen. Baserat på borofen, en atomärt tunn konfiguration av grundämnet bor, en stabil form hittades genom att tillsätta palladium, ger den kemiska sammansättningen PdB4. Beräkningsmodelleringen visar att detta material beter sig som ett auxetiskt material under belastning, men expanderar som ett vanligt material under kompression. Med andra ord, oavsett om den är ansträngd eller komprimerad, materialet expanderar alltid.

"Förutom grundlig karakterisering när det gäller stabilitet, materialets mekaniska och elektroniska egenskaper, vi har identifierat ursprunget till denna halvauxetiska karaktär och tror att denna mekanism kan användas som ett designkoncept för nya halvauxetiska material, " förklarar prof. Heine, "Dessa nya material kan leda till innovativa tillämpningar inom nanoteknik, till exempel inom avkänning eller magnetoptik. En överföring till makroskopiska material är lika tänkbar."