Ауксетики (от ) — материалы, имеющие отрицательные значения коэффициента Пуассона. Термин введен профессором Кеном Эвансом (Ken Evans) из Эксетерского университета .
При растяжении материалы-ауксетики становятся толще в направлении, перпендикулярном приложенной силе. Это происходит из-за шарнирно-подобной структуры ауксетиков, которая деформируется при растяжении. Такое свойство может обусловливаться свойствами отдельных молекул или определяться структурными особенностями материала на макроскопическом уровне. От материалов этого типа ожидаются хорошие механические свойства, такие как значительное поглощение механической энергии и высокое сопротивление разрушению.
Ученым известны материалы с подобными свойствами уже около 100 лет , но в настоящее время им уделяют повышенное внимание. Один из первых синтетических ауксетиков был описан в 1987 году в статье под названием «Foam structures with a Negative Poisson’s Ratio» («Пенные структуры с отрицательным коэффициентом Пуассона»)«Foam Structures with a Negative Poisson’s Ratio.» Lakes R. Science. 1987 Feb 27;235(4792):1038-40. doi:10.1126/science.235.4792.1038, PMID 17782252..
Конструкция с отрицательным коэффициентом Пуассона была предсказана ещё в 1985 году,А. Г. Колпаков «К определению усредненных характеристик упругих каркасов» Прикладная математика и механика (Elsevier http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021892885900115 ), 6, 1985, pp.969-977 R.F. Almgren «An isotropic three-dimensional structure with Poisson’s ratio=-1», J. Elasticity 15 (1985), 427—430 когда были опубликованы проекты материалов с ячейками периодичности в виде «вывернутых» пчелиных сот. Иерархические решетчатые структуры из метаматериалов могут проявлять уникальные электромагнитные или механические свойства, за счет особенностей поведения структурных блоков, их составляющих, или, например, эффектов памяти формы.
Ауксетиками являются: Некоторые горные породы и минералы (например, пирит); Кристаллические материалы: Li, Na, K, Cu, Rb, Ag, Fe, Ni, Co, Cs, Au, Be, Ca, Zn, Sr, Sb, MoS и другие; Углеродные алмазоподобные фазы; Неуглеродные трубки; Живые костные ткани (предположительно); Определённые варианты полимеров политетрафторэтилена, такие как Gore-Tex ; БумагаBaum et al. 1984, Tappi journal, Öhrn, O. E. (1965): Thickness variations of paper on stretching, Svensk Papperstidn. 68(5), 141.; Органические цепные молекулы. Недавние исследования показали, что такие органические кристаллы, как н-парафины и подобные им, могут демонстрировать ауксетическое поведениеStetsenko, M, 2015. Determining the elastic constants of hydrocarbons of heavy oil products using molecular dynamics simulation approach. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 126,124 — 130. https://dx.doi.org/10.1016/j.petrol.2014.12.021.
Такими свойствами могут обладать не только материалы, но и искусственные структуры.
Примечания
Категория:Материалы Категория:Умные материалы