【技术实现步骤摘要】
一种负泊松比结构体及其制作方法
[0001]本专利技术属于力学超材料
,具体涉及一种负泊松比结构体及其制作方法。
技术介绍
[0002]力学超材料的典型例子是具有负指标的材料,如负泊松比、负压缩性、或负热膨胀性。随着3D打印等制造技术的发展,设计和制备具有特定结构如可重入的、手性的或旋转的几何形状等,来实现材料的负泊松比及其相关应用成为目前力学超材料领域的一个研究热点。与普通材料在垂直于拉力的方向上变薄相反,负泊松比材料在拉伸时向各个方向膨胀,在压缩时向各个方向收缩。这赋予了负泊松比材料如能量吸收、抗断裂等特性,以及通过形成双曲率圆顶来适应弯曲力的能力和抗剪切载荷破坏的能力。由于这些特性,负泊松比材料在许多领域得到了应用,包括碰撞防护、防弹衣、紧固件、医疗设备、运动设备和航空航天技术。目前,已经有大量的相关研究,如中国专利:CN109825087B和CN105860379B。
[0003]随着便携式及可穿戴设备和生物传感等领域的飞速发展,人们对材料和结构的智能化提出了更多要求。智能材料通常是指对外界刺激(如热、力等)作出响应的一类材料,显示了自适应性的特点。然而,基于特定结构单元的负泊松比材料的机械性能通常是不具备自适应性的,即在特定结构的生命周期内,一些机械属性如强度和韧性等保持固定。因此,开发负泊松比材料的自适应性,对于拓展其在智能化领域的应用具有十分重要的意义。
技术实现思路
[0004]鉴于上述问题,本专利技术提供了一种负泊松比结构体及其制作方法,解决了现有技术中的负泊松比材料不 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负泊松比结构体,其特征在于,包括负泊松比框架和响应性凝胶;负泊松比框架包括多个阵列排布的胞体单元;胞体单元为内凹蜂窝晶胞单元、手性晶胞单元、多切向梁手性晶胞单元或二维周期性圆孔单元;胞体单元包括容纳腔;响应性凝胶为离子液体凝胶或相转变油水凝胶;响应性凝胶填充于胞体单元的容纳腔内;其中,离子液体凝胶包括单体甲基丙烯酸异冰片酯40
‑
100份、交联剂0.4
‑
1份,1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑双亚胺盐40
‑
100份和光引发剂0.5
‑
2.5份;相转变油水凝胶包括丙烯酰胺单体40
‑
100份、甲基丙烯酸十八酯单体200
‑
500份、丙烯酸单体1
‑
4份、铝溶胶分散液2
‑
10份,光引发剂2
‑
10份、聚(乙二醇)
‑
(丙二醇)
‑
(乙二醇)粉末1
‑
5份和水100
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300份。2.根据权利要求1所述的负泊松比结构体,其特征在于,胞体单元的原材料为热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或聚乳酸。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的负泊松比结构体,其特征在于,内凹蜂窝晶胞单元包括上平行壁、下平行壁、第一斜壁、第二斜壁、第三斜壁和第四斜壁;上平行壁、下平行壁、第一斜壁、第二斜壁、第三斜壁和第四斜壁的内侧壁围成的空间构成容纳腔。4.根据权利要求3所述的负泊松比结构体,其特征在于,内凹蜂窝晶胞单元的上平行壁的一端与第一斜壁的一端连接,上平行壁的另一端与第二斜壁的一端连接;第一斜壁的另一端与第三斜壁的一端连接,第二斜壁的另一端与第四斜壁的一端连接;下平行壁的一端与第三斜壁的另一端连接,下平行壁的另一端与第四斜壁的另一端连接。5.根据权利要求1
‑
2任一项所述的负泊松比结构体,其特征在于,手性晶胞单元包括第一Z字壁和第二Z字壁,第一Z字壁包括两个第一平行端壁和第一中间壁,两个第一平行端壁分别设置于第一中间壁的两端;第二Z字壁的包括两个第二平行端壁和第二中间壁,两个第二平行端壁分别设置于第二中间壁的两端;其中,一个Z字壁的平行端壁的内侧壁、该Z字壁的中间壁面向该平行端壁的内侧壁的侧壁与另一个Z字壁的中间壁面向该平行端壁的内侧...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘明杰,史未,赵天艺,严昊,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:
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