Auxetice

Auxeticele (din greaca αὐξητικός ) sunt materiale care au valori negative ale raportului lui Poisson . Termenul a fost inventat de profesorul Ken Evans de la Universitatea din Exeter . [unu]

Când sunt întinse, materialele auxetice devin mai groase în direcția perpendiculară pe forța aplicată. Acest lucru se datorează structurii în formă de balama a auxeticelor, care se deformează atunci când este întins. O astfel de proprietate poate fi determinată de proprietățile moleculelor individuale sau determinată de caracteristicile structurale ale materialului la nivel macroscopic. Materialele de acest tip sunt de așteptat să aibă proprietăți mecanice bune, cum ar fi absorbția semnificativă de energie mecanică și rezistență mare la rupere.

Oamenii de știință cunosc materiale cu proprietăți similare de aproximativ 100 de ani [2] , dar în prezent primesc o atenție sporită. Una dintre primele auxetice sintetice a fost descrisă în 1987 într-un articol intitulat „Foam structures with a Negative Poisson’s Ratio” („Foam structures with a negative Poisson’s ratio”). [3]

Designul cu un raport negativ al lui Poisson a fost prezis încă din 1985, [4] [5] când au fost publicate proiecte pentru materiale cu celule cu periodicitate „inversată” în fagure.

Auxeticile sunt

• Unele roci și minerale (de exemplu pirita ); [2]
• Materiale cristaline: Li, Na, K, Cu, Rb, Ag, Fe, Ni, Co, Cs, Au, Be, Ca, Zn, Sr, Sb, MoS și altele. [6] [7]
• Faze asemănătoare cu diamantul de carbon [8]
• Tuburi fără carbon [9] [10]
• țesut osos viu (presumabil);
• Anumite variante de polimeri de politetrafluoretilenă, cum ar fi Gore-Tex ; [unsprezece]
• Hârtie. [12]
• Molecule cu lanț organic. Studii recente au arătat că cristalele organice, cum ar fi n-parafinele și altele asemenea, pot prezenta un comportament auxetic. [13]

Note

1. ↑ Quinion, Michael (09.11.1996), Auxetic , < http://www.worldwidewords.org/turnsofphrase/tp-aux1.htm > Arhivat la 17 februarie 2009 la Wayback Machine 
2. ↑ 1 2 Berardelli, Phil (04.10.2010), These Materials Can't Be Stretched Thin , ScienceNow , < http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/08/these-materials-cant-be- stretche.html > . Extras 25 aprilie 2011. Arhivat 18 aprilie 2011 la Wayback Machine 
3. ^ „Structuri de spumă cu un raport negativ al lui Poisson”. Lacurile R. Știința. 1987 27 februarie;235(4792):1038-40. doi:10.1126/science.235.4792.1038, PMID 17782252 .
4. ↑ A.G. Kolpakov „Despre determinarea caracteristicilor medii ale cadrelor elastice” Applied Mathematics and Mechanics (Elsevier http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021892885900115 Arhivat 24 septembrie 2015 la Wayback Machine ), 6, 1985 , p.969
5. ↑ RF Almgren „O structură tridimensională izotropă cu raportul lui Poisson=-1”, J. Elasticity 15 (1985), 427-430
6. ↑ Goldstein, R.V.; Gorodtsov, VA; Lisovenko, DS Clasificarea auxeticelor cubice  //  Physica Status Solidi B : jurnal. - 2013. - Vol. 250 , nr. 10 . - P. 2038-2043 . - doi : 10.1002/pssb.201384233 .
7. ↑ Gorodtsov, VA; Lisovenko, DS Valori extreme ale modulului Young și raportului lui Poisson al cristalelor hexagonale  (engleză)  // Mecanica materialelor : jurnal. - 2019. - Vol. 134 . - P. 1-8 . - doi : 10.1016/j.mechmat.2019.03.017 .
8. ↑ Rysaeva, L.Kh.; Baimova, JA; Lisovenko, D.S.; Gorodtsov, VA; Dmitriev, SV Proprietăți elastice ale fulleritelor și fazelor asemănătoare diamantului  (engleză)  // Physica Status Solidi B : jurnal. - 2019. - Vol. 256 , nr. 1 . — P. 1800049 . - doi : 10.1002/pssb.201800049 .
9. ↑ Goldstein, R.V.; Gorodtsov, VA; Lisovenko, D.S.; Volkov, MA Raportul lui Poisson negativ pentru cristale cubice și nano/microtuburi  (engleză)  // Physical Mesomechanics : journal. - 2014. - Vol. 17 , nr. 2 . - P. 97-115 . - doi : 10.1134/S1029959914020027 .
10. ↑ Bryukhanov, I. A.; Gorodtsov, VA; Lisovenko, DS Chiral Fe nanotuburi cu atât raportul lui Poisson negativ, cât și efectul lui Poynting. Simulare atomistică  (engleză)  // Journal of Physics: Condensed Matter : jurnal. - 2019. - Vol. 31 , nr. 47 . — P. 475304 . - doi : 10.1088/1361-648X/ab3a04 .
11. ↑ Materiale Auxetic , < http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=168 > Arhivat 11 august 2008 la Wayback Machine 
12. ↑ Baum și colab. 1984, Jurnalul Tappi, Öhrn, OE (1965): Variațiile de grosime ale hârtiei la întindere, Svensk Papperstidn. 68(5), 141.
13. ↑ Stetsenko, M, 2015. Determinarea constantelor elastice ale hidrocarburilor produselor petroliere grele folosind abordarea de simulare a dinamicii moleculare. Journal of Petroleum Science and Engineering, Voi. 126.124 – 130. https://dx.doi.org/10.1016/j.petrol.2014.12.021