Une équipe de recherche internationale dirigée par le chimiste Prof. Thomas Heine de TU Dresden a découvert un nouveau matériau bidimensionnel avec des propriétés sans précédent :qu'il soit tendu ou comprimé, il s'agrandit toujours. Ce comportement dit semi-auxétique n'a pas été observé auparavant et est donc très prometteur pour la conception de nouvelles applications, notamment en nano-sensoriel.

Si vous étirez un élastique, il devient plus mince, un comportement physique qui s'applique à la plupart des matériaux « communs ». Depuis le 20ème siècle, un comportement opposé a été connu dans la recherche sur les matériaux :le soi-disant auxétique (du grec ancien auxetos, signifiant « étirable ») les matériaux se dilatent dans la direction orthogonale à la déformation. De même, ils rétrécissent lorsqu'ils sont comprimés. Scientifiquement, ils sont caractérisés par un coefficient de Poisson négatif. L'application la plus connue et la plus ancienne des coefficients de Poisson inhabituels est probablement le bouchon de bouteille, qui a un coefficient de Poisson de zéro. Cela a pour effet que le bouchon peut être placé dans le goulot plus fin de la bouteille.

En raison de leurs propriétés spéciales, les matériaux auxétiques permettent des fonctionnalités et des solutions de conception complètement nouvelles pour une variété de produits innovants avec des propriétés fonctionnelles réglables, y compris des applications dans la technologie médicale ou dans le développement d'équipements de protection tels que des casques de vélo ou des vestes de sécurité.

Thomas Heine, Professeur de chimie théorique à la TU Dresden, et son équipe ont maintenant découvert un phénomène jusque-là inconnu. A base de borophène, une configuration atomiquement mince de l'élément bore, une forme stable a été trouvée en ajoutant du palladium, donnant la composition chimique PdB4. La modélisation numérique montre que ce matériau se comporte comme un matériau auxétique sous contrainte, mais se dilate comme un matériau ordinaire sous compression. En d'autres termes, peu importe s'il est tendu ou comprimé, le matériau se dilate toujours.

« En plus d'une caractérisation poussée en termes de stabilité, propriétés mécaniques et électroniques du matériau, nous avons identifié l'origine de ce caractère semi-auxétique et pensons que ce mécanisme peut être utilisé comme concept de conception pour de nouveaux matériaux semi-auxétiques, " explique le Pr Heine, « Ces nouveaux matériaux pourraient conduire à des applications innovantes en nanotechnologie, par exemple en détection ou en magnéto-optique. Un transfert vers des matériaux macroscopiques est également envisageable.