Language
Country/Area
No result found
Từ 1985 đến nay: Tại sao việc nghiên cứu vật liệu auxetic lại phát triển bùng nổ như vậy?
Vật liệu auxetic được biết đến với tỷ lệ Poisson âm độc đáo, cho phép kéo dài theo một hướng gây ra sự giãn nở theo hướng thẳng đứng. So với các vật liệu truyền thống, vật liệu Auxetic thể hiện hành vi ngược lại, điều này đã thu hút sự quan tâm mạnh mẽ của các nhà nghiên cứu đến các ứng dụng tiềm năng của chúng. Kể từ khi nó được đề cập rộng rãi lần đầu tiên vào năm 1985, số lượng tài liệu về vật liệu Auxetic đã tăng vọt, gây ra các cuộc thảo luận và khám phá sôi nổi trong cộng đồng khoa học.
Các đặc tính của vật liệu Auxetic mang lại cho chúng tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thiết bị bảo hộ, thiết bị y tế và thậm chí cả thiết kế quần áo.
Nguồn gốc và sự phát triển của vật liệu Auxetic
Từ Auxetic xuất phát từ tiếng Hy Lạp "αὐξητικός", có nghĩa là "thứ thúc đẩy sự gia tăng". Thuật ngữ này được đặt ra bởi Giáo sư Ken Evans của Đại học Exeter. Cấu trúc RFS do nhà nghiên cứu K. Pietsch ở Berlin phát minh vào năm 1978 được coi là ví dụ đầu tiên về vật liệu Auxetic nhân tạo. Mặc dù thuật ngữ "Auxetic" vẫn chưa được sử dụng vào thời điểm đó, nhưng ông là người đầu tiên mô tả cơ chế đòn bẩy cơ bản và phản ứng cơ học phi tuyến của nó, và do đó được coi là người phát minh ra mạng Auxetic.
Năm 1985, A. G. Kolpkov lần đầu tiên công bố tài liệu có tỷ số Poisson âm trong bài báo của mình. Sau đó vào năm 1987, tạp chí Khoa học đã giới thiệu một cấu trúc bọt được mô tả bởi nhóm nghiên cứu của R.S. Lakes tại Đại học Wisconsin, giúp phổ biến rộng rãi hơn nữa kiến thức về vật liệu này. Mãi đến năm 1991, thuật ngữ auxetic mới bắt đầu được sử dụng phổ biến.
Tính chất và ứng dụng của vật liệu Auxetic
Vật liệu auxetic thường có mật độ thấp, cho phép cấu trúc vi mô của chúng uốn cong giống như bản lề khi chịu áp lực. Ở cấp độ vĩ mô, hành vi Auxetic có thể được minh họa bằng một sợi dây không đàn hồi quấn quanh một lò xo. Khi các đầu của cấu trúc được kéo ra xa nhau, sợi dây không đàn hồi sẽ thẳng ra và lò xo căng ra và quấn quanh nó, làm tăng thể tích hiệu dụng của cấu trúc.
Các đặc tính tuyệt vời của vật liệu Auxetic khiến chúng trở nên xuất sắc trong các sản phẩm như giày dép và chân tay giả y tế, thậm chí hiệu suất tương tự có thể được tìm thấy ở các dạng sống hữu cơ.
Ví dụ, một số vật liệu và mô tinh thể nhất định như tế bào gốc phôi chuột cũng thể hiện các đặc tính Auxetic trong những điều kiện nhất định. Điều này không chỉ liên kết các vật liệu Auxetic với nghiên cứu khoa học mà còn chỉ ra tiềm năng ứng dụng y sinh của chúng.
Ví dụ về vật liệu Auxetic
Có rất nhiều ví dụ thực tế về vật liệu Auxetic, chẳng hạn như:
- Bọt polyurethane phụ trợ
- Tế bào gốc phôi chuột
- Đá kết tinh α
- Các loại vật liệu pha lê (như lithium, natri, kali, v.v.)
- Đá và khoáng sản
- Graphene
- Mô xương và gân trong cuộc sống hàng ngày
Những ví dụ khác nhau về vật liệu Auxetic này thể hiện khả năng ứng dụng rộng rãi của chúng từ vi mô đến vĩ mô, thể hiện tính đa dạng và tiềm năng của nghiên cứu Auxetic.
Sự phát triển nhanh chóng của nghiên cứu vật liệu Auxetic
Trong những năm gần đây, theo dữ liệu từ công cụ tìm kiếm Scopus, các tài liệu nghiên cứu về vật liệu Auxetic cho thấy xu hướng phát triển bùng nổ. Chỉ có một ấn phẩm liên quan vào năm 1991, nhưng đến năm 2016, con số này đã tăng lên 165, chứng tỏ sự quan tâm ngày càng tăng đối với vật liệu auxetic của các nhà nghiên cứu.
Tuy nhiên, mặc dù vật liệu Auxetic cho thấy tiềm năng ứng dụng mạnh mẽ nhưng việc ứng dụng rộng rãi của chúng trong nhiều lĩnh vực vẫn gặp phải nhiều thách thức. Vì vậy, việc nghiên cứu sâu hơn là rất quan trọng để hoàn thiện vật liệu Auxetic và phát huy các ứng dụng của chúng.
Vật liệu Auxetic có thể tác động và thay đổi tương lai của khoa học vật liệu trong bao nhiêu lĩnh vực?
