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是泊松比为负值的结构或材料 来自维基百科,自由的百科全书
拉脹材料(Auxetics)也稱為負泊松比材料,是泊松比為負值的結構或材料[1]。一般材料在拉伸時,垂直於拉伸方向的部份會收縮。但拉脹材料在拉伸時,垂直拉伸方向的部份會膨脹,這是因為其特殊內部構造,以及在單軸施力下的形變方式有關。拉脹材料可能是單分子、晶體,或是特別的巨觀結構。
有拉脹特性的材料及結構多半會有高吸震及高斷裂抵抗的能力。拉脹材料可用在像防彈背心[2]、包裝材料、護膝及護肘、強健吸震材料及膠棉拖把。
auxetic一詞源自希臘文的αὐξητικός(auxetikos),意思是「傾向於增加」。這個詞是由艾希特大學的Ken Evans教授所創[3][4]。
由柏林的研究者K. Pietsch在1978年發明的RFS結構(鑽石摺疊結構),是首批人工合成的拉脹材料之一[5],K. Pietsch沒有使用auxetic一詞,不過他第一個描述其底層的槓桿特性以及其非線性的力學特性,因此視為是拉脹網狀材料的發明者。 最早發表的負泊松常數論文是由A. G. Kolpakov在1985年提出《確認彈性網路的平均特性》(Determination of the average characteristics of elastic frameworks)。下一個有關合成拉脹材料的論文是在1987年的《科學》期刊,標題是《負泊松比的泡沬結構》(Foam structures with a Negative Poisson's Ratio)[6],是威斯康星大學麥迪遜分校的R.S. Lakes所提出。auxetic一詞的使用大約是在1991年開始[7]。在1985年開始發表用週期性凹六邊形單元(有負泊松比特性)建構複合結構的設計[8][9][10][11]。
一般而言,拉脹材料是低密度的物質,因此其中允許有類似槓桿,可以變形的拉脹微結構[12]。
巨觀下,拉脹特性可以用非彈性的弦繞在彈性的繩子上來說明。當結構的末端受力拉開時,非彈性的弦伸直,彈性繩伸展並繞在其周圍,因此增加了結構的有效體積。巨觀下的拉脹特性也可以用來開發有強化機能的產品,例如由Grima及Evans開發,以拉脹可旋轉三角形結構為基礎的鞋子[13][14][15]
以下一些拉脹材料的例子:
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