负泊松比效应

寂静回声

问

答
以著名法国数学家西蒙・泊松命名的泊松比,定义为负的横向收缩应变与纵向伸长应变之比。
通常认为, 几乎所有的材料泊松比值都为正, 约为1/3,橡胶类材料为1/2, 金属铝为0.33, 铜为0.27, 典型的聚合物泡沫为0.11～0.14等, 即这些材料在拉伸时材料的横向发生收缩。而负泊松比NegativePoisson’sRatio)效应, 是指受拉伸时, 材料在弹性范围内横向发生膨胀; 而受压缩时, 材料的横向反而发生收缩。这种现象在热力学上是可能的 ，但通常材料中并没有普遍观察到负泊松比效应的存在。近年来发现的一些特殊结构的材料具有负泊松比效应,由于其奇特的性能而倍受材料科学家和物理学家们的重视。
1987年,Lakes把一个110×38×38mm的普通聚氨酯泡沫放入75×25×25mm的铝制模具中,进行三维压缩后再对其进行加热、冷却和松弛处理,得到的泡孔单元呈内凹(re-entrant)结构(如图1所示),首次通过对普通聚合物泡沫的处理得到具有特殊微观结构的负泊松比材料,并测得其泊松比值为-0.17。自此,这一领域内的研究开始蓬勃发展起来。