วัสดุเมตาออเซติก เป็น วัสดุเมตาชนิดหนึ่ง ที่มี อัตราส่วนปัวซองเป็นลบซึ่งหมายความว่าการยืดตัวตามแนวแกนจะทำให้เกิดการยืดตัวตามแนวขวาง (ตรงกันข้ามกับวัสดุทั่วไปที่การยืดในทิศทางหนึ่งจะทำให้เกิดการบีบอัดในอีกทิศทางหนึ่ง)

อ็อกเซติกส์อาจเป็นโมเลกุล เดี่ยว ผลึก หรือโครงสร้างเฉพาะของสสารขนาดใหญ่^{[ 1 ] [ 2 ]}

วัสดุอ็อกเซติกใช้ในอุปกรณ์ป้องกัน เช่น เกราะป้องกันร่างกาย หมวกกันน็อค และแผ่นรองเข่า เนื่องจากสามารถดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม^{[ 3 ] [ 4 ]}นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สเตนต์ทางการแพทย์หรืออุปกรณ์ฝังในร่างกาย ผ้าอ็อกเซติกสามารถใช้สร้างเสื้อผ้าที่สวมใส่สบายและยืดหยุ่นได้ รวมถึงผ้าทางเทคนิคสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การบินและอวกาศและอุปกรณ์กีฬา^{[ 4 ]}วัสดุอ็อกเซติกยังสามารถใช้สร้างวัสดุเมตาอะคูสติกเพื่อควบคุมเสียงและการสั่นสะเทือน ได้อีกด้วย ^{[ 5 ]}

คำว่าauxeticมาจากคำภาษากรีกauxetikos ( αὐξητικός ) ซึ่งหมายถึง 'สิ่งที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น' และมีรากศัพท์มาจากคำว่าauxesis ( αὔξησις ) ซึ่งหมายถึง ' เพิ่มขึ้น' (คำนาม) คำศัพท์นี้ถูกบัญญัติโดยศาสตราจารย์ Ken Evans แห่งมหาวิทยาลัย Exeter ^{[ 6 ] [ 2 ]} หนึ่งในวัสดุ auxetic ที่ผลิตขึ้นเองเป็นครั้งแรกคือโครงสร้าง RFS (โครงสร้างพับเพชร) ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1978 โดยนักวิจัยชาวเบอร์ลิน K. Pietsch แม้ว่าเขาจะไม่ได้ใช้คำว่า auxetics แต่เขาได้อธิบายกลไกคานพื้นฐานและปฏิกิริยาเชิงกลที่ไม่เป็นเชิงเส้นเป็นครั้งแรก ดังนั้นเขาจึงถือว่าเป็นผู้คิดค้นโครงข่าย auxetic ตัวอย่างวัสดุที่มีค่าคงที่ปัวซองเป็นลบที่ตีพิมพ์ครั้งแรกสุดนั้นมาจาก AG Kolpakov ในปี 1985 ในหัวข้อ "การกำหนดลักษณะเฉลี่ยของโครงสร้างยืดหยุ่น" วัสดุอ็อกเซติกสังเคราะห์ตัวถัดไปได้รับการอธิบายในวารสาร Scienceในปี 1987 ในหัวข้อ " โครงสร้าง โฟมที่มีอัตราส่วนปัวซองเป็นลบ" ^{[ 1 ]}โดย RS Lakes จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน แมดิสันการใช้คำว่าอ็อกเซติกเพื่ออ้างถึงคุณสมบัตินี้อาจเริ่มต้นในปี 1991 ^{[ 7 ]}เมื่อเร็วๆ นี้ เซลล์ได้รับการแสดงให้เห็นว่าแสดงคุณสมบัติอ็อกเซติกทางชีวภาพภายใต้เงื่อนไขบางประการ^{[ 8 ]}

การออกแบบวัสดุคอมโพสิตที่มีเซลล์คาบหกเหลี่ยมกลับด้าน (หกเหลี่ยมออเซติก) ซึ่งมีอัตราส่วนปัวซองเชิงลบ ได้รับการตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2528 ^{[ 9 ]}

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ นักวิจัยจำนวนมากจึงค่อยๆ สนใจคุณสมบัติเฉพาะของออเซติกส์ ในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา จำนวนสิ่งพิมพ์เพิ่มขึ้นจากหนึ่งฉบับในปี 1991 เป็น 165 ฉบับในปี 2016 ^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าออเซติกส์จะเป็นโครงสร้างที่น่าสนใจและมีศักยภาพมากมายในด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม แต่การประยุกต์ใช้ในวงกว้างในหลายสาขายังคงเป็นความท้าทาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับออเซติกส์เพื่อการประยุกต์ใช้ในวงกว้าง

โดยทั่วไป วัสดุออเซติกจะมีความหนาแน่น ต่ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้บริเวณคล้ายบานพับของโครงสร้างจุลภาคออเซติกสามารถโค้งงอได้^{[ 11 ]}

ในระดับมหภาค พฤติกรรมออเซติกสามารถแสดงให้เห็นได้ด้วย เชือก ที่ไม่ยืดหยุ่นพันรอบเชือกยืดหยุ่น เมื่อปลายของโครงสร้างถูกดึงออกจากกัน เชือกที่ไม่ยืดหยุ่นจะยืดตรง ในขณะที่เชือกยืดหยุ่นจะยืดออกและพันรอบ ทำให้ปริมาตรที่มีประสิทธิภาพของโครงสร้างเพิ่มขึ้น พฤติกรรมออเซติกในระดับมหภาคยังสามารถใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณลักษณะที่ดียิ่งขึ้น เช่น รองเท้าที่ใช้โครงสร้างสามเหลี่ยมหมุนแบบออเซติกที่พัฒนาโดย Grima และ Evans ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}และเท้าเทียมที่มีคุณสมบัติข้อต่อนิ้วเท้าคล้ายมนุษย์^{[ 15 ]}

วัสดุออเซติกยังเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แม้ว่าจะมีโครงสร้างที่แตกต่างจากเมตาวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นก็ตาม ตัวอย่างเช่น นิวเคลียสของเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของหนูในสถานะเปลี่ยนผ่านแสดงพฤติกรรมออเซติก^{[ 16 ]}

ตัวอย่างของวัสดุที่มีคุณสมบัติแบบอ็อกเซติก ได้แก่:

• โฟมโพลียูรีเทนออเซติก^{[ 17 ] [ 18 ]}
• นิวเคลียสของเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของหนูในสถานะพหุศักยภาพที่ออกจาก^{[ 16 ]}
• α-คริสโตบาไลต์^{[ 19 ]}
• สถานะบางประการของวัสดุผลึก: Li, Na, K, Cu, Rb, Ag, Fe, Ni, Co, Cs, Au, Be, Ca, Zn, Sr, Sb, MoS2 _, BAsO4 _และอื่นๆ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}
• หินและแร่บางชนิด^{[ 23 ]}
• กราฟีนซึ่งสามารถทำให้เป็นออเซติกได้โดยการนำข้อบกพร่องของช่องว่างเข้ามา^{[ 24 ] [ 25 ]}
• เฟสคล้ายเพชรคาร์บอน^{[ 26 ]}
• ทังสเตนเซมิคาร์ไบด์สองมิติ^{[ 27 ]}
• ท่อนาโนที่ไม่ใช่คาร์บอน^{[ 28 ] [ 29 ]}
• เนื้อเยื่อกระดูกที่มีชีวิต (แม้ว่าจะเป็นเพียงข้อสันนิษฐาน) ^{[ 23 ]}
• เอ็นอยู่ในช่วงการเคลื่อนไหวปกติ^{[ 30 ]}
• ตัวแปรเฉพาะของ พอ ลิ เมอร์โพลีเต ตระฟลูออโรเอทิลีน เช่นGore-Tex ^{[ 31 ]}
• การพับกระดาษแบบโอริกามิหลายประเภท เช่น โครงสร้างการพับแบบเพชร (RFS) โครงสร้างการพับแบบก้างปลา (FFS) หรือ การพับแบบมิอุระ^{[ 32 ] [ 33 ]}และรูปแบบเป็นระยะอื่นๆ ที่ได้มาจากโครงสร้างดังกล่าว^{[ 34 ] [ 35 ]}

• โครงสร้างที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อแสดงอัตราส่วนปัวซองที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}
• โมเลกุลอินทรีย์แบบโซ่ การวิจัยล่าสุดพบว่าผลึกอินทรีย์เช่น n- พาราฟินและสารที่คล้ายคลึงกันอาจแสดงพฤติกรรมออเซติกได้^{[ 43 ]}

วัสดุประเภทออเซติกส์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเสื้อผ้า การพับกระดาษแบบโอริกามิ และสารเคมี

มีรายงานว่าวัสดุอ็อกเซติกสังเคราะห์ที่ใช้โครงสร้างตาข่ายที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ (BLS) ให้ความแข็งแกร่งมากกว่าวัสดุอ็อกเซติกที่มีอยู่ถึง 13 เท่า ดูดซับพลังงานได้มากกว่า 10% และมีช่วงความเครียดมากกว่า 60% การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ วัสดุก่อสร้าง อุปกรณ์กีฬาป้องกัน และผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์^{[ 44 ]}

• เมตาวัสดุอะคูสติก
• เมตาวัสดุเชิงกล
• เมตามาเทเรียล
• รูปขนาน
• Zetixคือวัสดุออเซติกชนิดหนึ่งที่ผลิตในเชิงพาณิชย์

• วัสดุที่มีอัตราส่วนปัวซองเป็นลบ
• โฟมอ็อกเซติกในยูทูบ
• ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับวัสดุออเซติก