Materiale auxetice
Materialele auxetice sunt materiale cu un raport Poisson negativ.
Fibrele acestor materiale, printre care există, de exemplu, Gore-Tex , dacă sunt supuse unei solicitări de întindere deschise „ca o umbrelă”, provocând o expansiune în direcția transversală față de cea a stresului. Invers, dacă sunt supuși la compresiune, se „închid”, determinând restrângerea probei.
Această abilitate se datorează structurii microscopice a moleculelor , care determină proprietăți mecanice precum absorbția ridicată a energiei și rezistența la fractură . Materialele auxetice pot fi utile în aplicații precum veste antiglonț, materiale de ambalare, tampoane pentru genunchi și cot, amortizoare, bureți și prosoape de ceai.
Structura materialelor auxetice poate fi schematizată cu hexagoane ca cea din figură.
Când capetele structurii sunt trase, marginile hexagonului se îndreaptă crescând aria structurii.
Termenul auxetic derivă din cuvântul grecesc αὐξητικός ( auxetikos ), care înseamnă „care tinde să crească” ( αὔξησις înseamnă „creștere”): această terminologie a fost inventată de profesorul Ken Evans de la Universitatea din Exeter [1] .
Oamenii de știință au cunoscut materialele auxetice de peste 100 de ani [2] , dar abia recent le-au acordat o atenție deosebită. Primul articol publicat pe un material sintetic auxetic a apărut în revista Science în 1987, sub titlul „Structuri de spumă cu raport Poisson negativ” [3] . „Inverted Honeycomb” a fost lansat în 1985 (imaginea de mai sus) [4] [5]
De obicei, materialele auxetice au o densitate redusă, permițând zonelor articulate ale microstructurilor auxetice să se flexeze. [2]
Exemple de materiale auxetice includ:
- unele roci și minerale [2]
- țesut osos viu (în prezent doar o ipoteză) [2]
- variante specifice ale polimerilor politetrafluoretilenici precum Gore-Tex [6]
- toate tipurile de hârtie: dacă hârtia este întinsă într-o direcție în plan, aceasta se va extinde în direcția grosimii datorită structurii sale de plasă. [7]
Notă
- ^ Michael Quinion, Auxetic , 9 noiembrie 1996. Accesat la 2 ianuarie 2009 .
- ^ a b c d Maria Burke, O întindere a imaginației , în New Scientist , vol. 154, n. 2085, 7 iunie 1997, p. 36 (arhivat din original la 26 august 2011) .
- ^ RS Lakes, Structuri de spumă cu un raport Poisson negativ , în Știință , vol. 235, nr. 4792, 27 februarie 1987, p. 1038, Bibcode : 1987Sci ... 235.1038L , DOI : 10.1126 / science.235.4792.1038 , PMID 17782252 .
- ^ AG Kolpakov "Determinarea caracteristicilor medii ale cadrelor elastice" Journal of Applied Mathematics and Mechanics (Elsevier http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021892885900115 ), 6, 1985, pp. 969-977
- ^ RF Almgren "O structură tridimensională izotropă cu raportul lui Poisson = -1", J. Elasticity 15 (1985), 427-430
- ^ PJ Stott, R. Mitchell și K. și Andrew Alderson, O industrie de creștere ( abstract ), în Mater. Lumea , vol. 8, 2000, pp. 12-14.
- ^ Baum și colab. 1984, jurnalul Tappi, Öhrn, OE (1965): Variații de grosime ale hârtiei la întindere, Svensk Papperstidn. 68 (5), 141.
linkuri externe
- ( EN ) Materiale cu un raport Poisson negativ , pe silver.neep.wisc.edu .
- ( EN ) Spumă auxetică în youtube , pe youtube.com .
- ( RO ) Film cu materiale auxetice (format .mov) , pe bolton.ac.uk . Adus la 6 octombrie 2011 (arhivat din original la 11 martie 2007) .
- ( EN ) Informații generale despre materiale auxetice , la auxetic.info . Adus la 11 iunie 2019 (arhivat din original la 3 aprilie 2018) .
