Language
Country/Area
No result found
С 1985 года по настоящее время: почему исследования ауксетических материалов стали столь бурными?
Ауксетические материалы известны своим уникальным отрицательным коэффициентом Пуассона, который позволяет растяжению в одном направлении вызывать расширение в вертикальном направлении. По сравнению с традиционными материалами, материалы Auxetic демонстрируют обратное поведение, что вызвало большой интерес исследователей к их потенциальному применению. С тех пор, как об ауксетиках впервые широко упомянули в 1985 году, количество литературы по ауксетикам резко возросло, что вызвало горячие дискуссии и исследования в научном сообществе.
Свойства материалов Auxetic открывают им широкий потенциал применения в защитном снаряжении, медицинских приборах и даже в дизайне одежды.
Происхождение и развитие ауксетиков
Слово ауксетик происходит от греческого «αὐξητικός», что означает «то, что способствует увеличению». Термин был придуман профессором Кеном Эвансом из Эксетерского университета. Структура RFS, изобретенная берлинским исследователем К. Питчем в 1978 году, считается первым примером искусственного ауксетика. Хотя термин «Auxetic» в то время еще не использовался, он был первым, кто описал лежащий в основе рычажный механизм и его нелинейный механический отклик, и поэтому считается изобретателем сети Auxetic.
В 1985 году А. Г. Колпаков в своей статье впервые опубликовал материалы с отрицательным коэффициентом Пуассона. Затем, в 1987 году, журнал Science представил структуру пены, описанную исследовательской группой Р.С. Лейкса в Университете Висконсина, что еще больше популяризировало знания об этом материале. Лишь в 1991 году термин ауксетик стал широко использоваться.
Свойства и применение ауксетиков
Ауксетические материалы обычно имеют низкую плотность, что позволяет их микроструктуре изгибаться, как петли, под нагрузкой. На макроуровне поведение ауксетика можно проиллюстрировать неэластичной веревкой, намотанной на пружину. Когда концы конструкции раздвигаются, неэластичная струна распрямляется, а пружина растягивается и обхватывает ее, увеличивая эффективный объем конструкции.
Превосходные свойства материалов Auxetic делают их превосходными в таких продуктах, как обувь и медицинское протезирование, а аналогичные характеристики можно найти даже в органических формах жизни.
Например, некоторые кристаллические материалы и ткани, такие как эмбриональные стволовые клетки мыши, также проявляют ауксетические свойства при определенных условиях. Это не только связывает ауксетические материалы с научными исследованиями, но и указывает на их потенциал для биомедицинского применения.
Примеры ауксетических материалов
Существует множество практических примеров материалов Auxetic, таких как:
<ул>Эти различные примеры материалов Auxetic демонстрируют их широкую применимость от микро до макро, демонстрируя разнообразие и потенциал исследований Auxetic.
Быстрый рост исследований ауксетических материалов
В последние годы, по данным поисковой системы Scopus, исследовательская литература по ауксетикам демонстрирует взрывную тенденцию роста. В 1991 г. была только одна соответствующая публикация, но к 2016 г. их число увеличилось до 165, что свидетельствует о растущем интересе к ауксетикам среди исследователей.
Однако, хотя материалы Auxetic демонстрируют большой потенциал применения, их широкое применение во многих областях по-прежнему сталкивается с проблемами. Поэтому дальнейшие исследования имеют решающее значение для совершенствования материалов Auxetic и продвижения их применения.
На сколько областей ауксетические материалы могут повлиять и изменить будущее материаловедения?
