Materiales auxéticos en el diseño: aplicaciones y possibilidades

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i10.46901

Palabras clave:

Materiales auxéticos, Diseño, Propiedades mecánicas.

Resumen

Los materiales auxéticos son aquellos que poseen un coeficiente de Poisson negativo, es decir, se expanden cuando son traccionados, a diferencia de los materiales convencionales. Presentan características mecánicas superiores a las de los materiales tradicionales, como una mayor resistencia al impacto, a la fractura, al corte y a la indentación, además de ser eficaces atenuadores de vibraciones y ruidos. Estas propiedades se deben a su estructura compleja. El objetivo del artículo es explorar las propiedades físicas de estos materiales, así como sus aplicaciones actuales y potenciales en el diseño de productos, con el propósito de mejorar su rendimiento y funcionalidad. A través de una revisión bibliográfica, se analizan las principales propiedades mecánicas, los tipos de materiales auxéticos y sus aplicaciones en áreas como la moda, la industria aeroespacial, biomédica, de protección y mobiliario. También se exploran las posibles aplicaciones futuras y los principales desafíos para su implementación a gran escala. Se concluye que el uso de materiales auxéticos en el diseño puede incrementar la funcionalidad y versatilidad de los productos, pero es necesario llevar a cabo más investigaciones para superar las barreras técnicas y aprovechar mejor su potencial en el mercado.

Referencias

Boakye, A.; Chang, Y.; Raji, R. K. & Ma, P. (2019). A Review on Auxetic Textile Structures, Their Mechanism and Properties. Journal of Textile Science & Fashion Technology (2) 1. DOI: 10.33552/JTSFT.2019.02.000526.

Cao, H.; Zulifqar, A.; Hua, T. & Hu, H. (2019). Bi-stretch auxetic woven fabrics based on foldable geometry. Textile Research Journal, 89(13): 2694–2712. DOI:10.1177/0040517518798646

Cavalcante, L. T. C. & Oliveira, A. A. S. (2020). Métodos de revisão bibliográfica nos estudos científicos. Psicol. Rev. 26 (1).

https://doi.org/10.5752/P.1678-9563.2020v26n1p82-100.

Fabry, S. & Ceskovic, M. (2017). Aircraft Gas Turbine Engine Vibration Diagnostic. Magazine of Aviation Development 5(4):24-28. DOI:10.14311/MAD.2017.04.04.

Foster, L.; Peketi, P.; Allen, T.; Senior, T.; Duncan, O. & Alderson, A. (2018). Application of Auxetic Foam in Sports Helmets. Applied Sciences, 8(3), 354. https://doi.org/10.3390/app8030354.

Gizmodo. (2014) Under Armour's Clutchfit Shoes Conform to the Shape of Your Movement. https://gizmodo.com/under-armours-clutchfit-shoes-conform-to-the-shape-of-1555301144.

Jasinska, D.; Janus-Michalska, M. & Smardzewski, J. (2012). A study on the design of auxetic structure of a seat skeleton. Mechanics and Control, 31(2):72-76. DOI:10.7494/mech.2012.31.2.72.

Lakatos, E. M.& Marconi, M. A. (2021). Técnicas de Pesquisa. Atlas.

Lima, T. M. & Santos, B. (2018). Indústria 4.0: Desafios e oportunidades. Revista Produção e Desenvolvimento, 4 (1),111-124. https://www.researchgate.net/publication/325060590.

Liu, Q. (2006). Literature Review: Materials with Negative Poisson's Ratios and Potential Applications to Aerospace and Defence. DSTO Defence Science and Technology Organisation. https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA460791.pdf.

Magalhães, R. M. P. (2015). Desenvolvimento de Materiais Auxéticos para Aplicações Estruturais. [Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade do Minho]. https://hdl.handle.net/1822/40649.

Mir, M.; Ali, M. N.; Sami, J. & Ansari, U. (2014). Review of Mechanics and Applications of Auxetic Structures. Advances in Materials Science and Engineering. https://doi.org/10.1155/2014/753496.

Nike. (2016). The New Dimensions of Nike Free. https://news.nike.com/news/nike-free-2016-running-training

Novak, N.; Vesenjak, M. & Ren, Z. (2016). Auxetic Cellular Materials: a Review. Journal of Mechanical Engineering 62(9), 485-493. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2016.3656.

Papadopoulou, A.; Laucks, J. & Tibbits, S. (2017). Auxetic materials in design and architecture. Nature Reviews Materials. 2(12). DOI:10.1038/natrevmats.2017.78.

Palharini, M. J. A. (2015). Motores a reação. (13ª ed.). Bianchi.

Pasternaka, E.; Shufrin, I.; Dyskinb & Arcady, V. (2016). Thermal stresses in hybrid materials with auxetic inclusions. Composite Structures, 138(15), 313-321. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.11.032.

Pereira A. S.; Shitsuka, D. M.; Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free e-book]. Ed. UAB/NTE/UFSM.

Rother, E. T. (2007). Revisão sistemática x revisão narrativa. Acta paul. enferm. 20 (2). https://doi.org/10.1590/S0103-21002007000200001.

Wang, Z. & Hu, H. (2014). Auxetic materials and their potential applications in textiles. Textile Research Journal, 84(15), 1600–1611. DOI:10.1177/0040517512449051.

Wang, Z.; Zulifqar, A. & Hu, H. (2016). Auxetic composites in aerospace engineering. Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100037-3.00007-9.

Wu, W.; Hua, W.; Qian, G.; Liao, H.; Xud, X. & Berto, F. (2019). Mechanical design and multifunctional applications of chiral mechanical metamaterials: A review. Materials and Design, 180. DOI: 10.1016/j.matdes.2019.107950.

Zadpoor, A. A. & Kilken, H.M.A. (2017). Auxetic mechanical metamaterials.Royal Society of Chemistry Adv., 7 (9), 5111-5129. DOI:10.1039/C6RA27333E.

Publicado

2024-10-14

Número

Sección

Ingenierías

Cómo citar

SOBREIRA, Maria Adircila Starling; AYRES, Eliane; PAGNAN, Caroline Salvan. Materiales auxéticos en el diseño: aplicaciones y possibilidades. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 10, p. e61131046901, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i10.46901. Disponível em: https://ojs34.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/46901. Acesso em: 16 jul. 2025.