auxetic是什么意思，auxetic的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

Auxetic（拉胀）是一个材料科学领域的专业术语，用于描述一类具有特殊力学行为的材料。其核心特征在于：当材料在单轴方向上被拉伸时，其垂直于拉伸方向的横向尺寸会增大（膨胀）；反之，当被压缩时，其横向尺寸会减小（收缩）。 这与绝大多数常见材料（如橡胶、金属）的行为相反，后者在拉伸时横向收缩（具有正泊松比），这种现象被称为负泊松比效应。

详细解释：

1. 负泊松比 (Negative Poisson's Ratio):
   • 泊松比（ν）是材料的一个基本力学属性，定义为横向应变（ε_transverse）与轴向应变（ε_axial）比值的负数： $$

u = -frac{varepsilon{text{transverse}}}{varepsilon{text{axial}}} $$

• 对于普通材料（正泊松比材料，0 < ν < 0.5），拉伸时轴向伸长（ε_axial > 0），横向收缩（ε_transverse < 0），导致 ν > 0。
• 对于拉胀材料（Auxetic Materials），拉伸时轴向伸长（ε_axial > 0），横向也膨胀（ε_transverse > 0），导致计算出的泊松比 ν < 0（负值）。

2. 行为机制：

   • 这种反直觉的行为源于材料内部的微观或纳米结构，而非构成材料的分子的固有属性。常见的机制包括：
     • 铰链状结构： 材料内部存在类似铰链的单元，拉伸时这些单元会打开，导致材料在横向膨胀。
     • 旋转刚性单元： 由相互连接的刚性单元（如多边形）构成，拉伸时单元发生旋转，使结构在拉伸方向上变长，同时在横向上变宽。
     • 特定几何构型： 如褶皱结构、手性结构、双箭头结构等，其拓扑设计在受力变形时自然产生横向膨胀效应。

3. 独特性能与应用： 由于其负泊松比特性，拉胀材料展现出许多优异的性能，使其在特定应用领域极具潜力：

   • 增强的抗断裂性/韧性： 拉伸时横向膨胀有助于抑制裂纹扩展。当裂纹出现时，材料在裂纹尖端区域横向膨胀，使裂纹闭合或减缓其扩展速度 。
   • 增强的能量吸收： 在受到冲击或压缩时，材料结构能更有效地塌陷和填充空间，显著提高吸能效率。这使得它们非常适合用于防护装备（如更轻、更吸能的防弹衣、头盔衬垫、护具）和阻尼减震材料 。
   • 增强的剪切模量： 相比具有相同杨氏模量和正泊松比的材料，拉胀材料通常具有更高的剪切模量，提供更好的抗剪切变形能力 。
   • 可变形性与贴合性： 拉伸时变宽的特性使其在需要高曲面贴合度的应用中非常有用，例如可展开结构、智能纺织品（如更舒适、活动性更好的运动服或医疗绷带）以及生物医学工程（如组织工程支架，需要适应复杂形状并促进细胞生长）。
   • 增强的压痕阻力： 对局部压痕有更强的抵抗力，因为受压点周围的材料会向受压点收缩，而非像普通材料那样被挤开 。

4. 材料类型： 拉胀行为可以在多种天然和人造材料中观察到：

   • 天然材料： 某些皮肤层（如牛的皮肤）、一些矿物质（如α-方石英）、特定生物结构（如肌腱在某些变形阶段）。
   • 人造材料/结构： 包括具有特定微观结构的聚合物泡沫、蜂窝结构、3D打印晶格结构、纺织品（特殊编织或针织结构）、复合材料以及一些纳米结构材料（如碳纳米管网络、石墨烯片层结构） 。

权威参考来源：

1. 《自然》系列期刊 (Nature Portfolio): 经常发表关于拉胀材料新颖设计、性能表征和前沿应用（如生物医学、柔性电子）的高影响力研究论文和综述。例如，关于具有复杂拉胀行为的超材料设计或其在组织工程中的应用研究 。
2. 英国皇家化学学会期刊 (Royal Society of Chemistry Journals): 如《材料化学杂志》(Journal of Materials Chemistry)，经常刊登关于新型拉胀聚合物、复合材料、水凝胶等的合成、性能及应用的研究 。
3. 美国物理联合会期刊 (AIP Publishing Journals): 如《应用物理评论》(Applied Physics Reviews)，发表关于拉胀材料力学基础理论、建模及其在声学、热学、电磁学等功能应用方面的综述和重要研究进展 。
4. 维基百科 (Wikipedia): “Auxetics”词条提供了关于拉胀材料定义、原理、结构类型、性能和应用的基础概述，并包含相关参考文献 。

网络扩展资料

Auxetic 是一个多义词，具体含义需结合语境理解：

1.生物学领域

• 词性：形容词（adj.）或名词（n.）
• 发音：英 [ɔ:'zetɪk]，美 [ɔ:'zetɪk]
• 定义：
  • 形容词：描述通过细胞增大性生长（auxesis） 的方式促进体积增长，即细胞体积增大而非数量增加（如细胞分裂）。
  • 名词：指具有促进细胞增大作用的物质（如“细胞增大剂”）。
• 词源：源自希腊语 auxēsis（增大），与生物发育过程相关。

2.材料科学领域

• 扩展含义：
  在非生物学语境中，auxetic materials（拉胀材料） 指具有负泊松比 的特殊材料，即拉伸时横向膨胀，压缩时横向收缩。但此用法更常见于复数形式auxetics，需注意区分。

3.相关术语

• Auxesis（名词）：细胞增大性生长的过程。
• Auxetically（副词）：以细胞增大的方式。

Auxetic 的核心含义与“细胞增大”相关，需根据上下文判断具体指向生物学机制还是材料特性。如需进一步扩展（如材料学应用），建议参考专业文献补充。

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