ใช้หนังยางยืดไปตามความยาว แล้วหนังจะหดไปอีก 2 ทิศทาง โดยจะแคบลงและบางลงเมื่อคุณดึง จำนวนของ “การหดตัวในแนวตั้งฉาก” ที่เกิดขึ้นจะพิจารณาจากอัตราส่วนปัวซองของวัสดุ ซึ่งในกรณีเช่นนี้จะเป็นจำนวนบวก อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิดจะทำตรงกันข้ามเมื่อยืดออก รู้จักกัน พวกเขาขยายตัวในทิศทางตั้งฉากและดังนั้นจึงมีอัตราส่วนปัวซองเป็นลบ วัสดุเสริมเทียมชนิดแรกถูกสร้างขึ้น
เมื่อประมาณ 40 ปีที่แล้ว
แต่ก็มีอยู่ในธรรมชาติเช่นกัน บางชนิดเป็นวัสดุชีวภาพที่ซับซ้อน เช่น เส้นเอ็นของมนุษย์ และผิวหนังของแมว วัว และซาลาแมนเดอร์ นอกจากนี้ยังมีสารออกซิติกอนินทรีย์ ได้แก่ แพลเลเดียม ทองแดง ทองคำ และโลหะลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลางอื่นๆ ตลอดจนซีโอไลต์บางชนิด เช่น นาโทรไลต์
เมื่อยืดออก วัสดุเหล่านี้จะผ่านการปรับโครงสร้างภายในอย่างชาญฉลาด ทำให้เกิดช่องว่างที่ทำให้ความหนาแน่นโดยรวมลดลงออซีติกส์สังเคราะห์นำหน้าด้วยความสง่างามของธรรมชาติ โดยได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อให้มีรูปทรงเรขาคณิตภายในที่มีรูพรุนคล้ายกัน ความสามารถในการหนาขึ้น
เมื่อยืดออกทำให้อุปกรณ์เสริมสวยน่าหลงใหลจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์และทฤษฎี แต่พวกเขายังมีแอปพลิเคชั่นเจ๋ง ๆ ในชีวิตประจำวันอีกด้วย ตัวอย่างเช่น รองเท้าวิ่ง Flyknit ของ Nike มีโครงสร้างทางเรขาคณิตแบบ ขนาดใหญ่ โดยจะขยายตัวเมื่อนักวิ่งแตะพื้น ช่วยลดแรงกดทับที่ไม่สะดวกในกระบวนการ
แม้จะประสบความสำเร็จเช่นนี้ แต่ก็ยุติธรรมที่จะกล่าวว่าการประยุกต์ใช้ ในพื้นที่อื่น ๆ มี จำกัด มากขึ้น ส่วนหนึ่งของปัญหาคือวัสดุเสริมเทียมหลายชนิดมีรูพรุนและมีโครงสร้างเป็นฟอง โดยรูพรุนแต่ละอันมักจะใหญ่กว่าขนาดไมครอน ดังนั้นวัสดุออกซิติกสามารถขยายตัวได้เพียงปริมาณหนึ่งเท่านั้น
อีกต่อไปก็จะอ่อนตัวลงและอาจพังทลายลงได้ แต่ในปี 2018 ซึ่งตอนนั้นเป็นหนึ่งในนักศึกษาปริญญาเอกของฉันสหราชอาณาจักร ได้ค้นพบสิ่งที่แปลกใหม่และคาดไม่ถึงความสำเร็จอย่างฉับพลัน ในขณะนั้น กำลังศึกษาคุณสมบัติเชิงกลของอีลาสโตเมอร์ผลึกเหลว ซึ่งเป็นวัสดุคล้ายยางที่มีพื้นฐาน
มาจากผลึก
เหลวมาตรฐานที่พบในทีวีจอแบนและหน้าจอโทรศัพท์มือถือ ผลึกเหลวมีความน่าสนใจตรงที่พวกมันไหล (เหมือนของเหลว) แต่ยังคงรักษาลำดับบางอย่างไว้ได้ (เหมือนคริสตัล) ความแตกต่างเล็กน้อยของปริมาณการสั่งซื้อในของไหลเหล่านี้ทำให้เกิดผลึกเหลวหลายเฟส ที่ง่ายที่สุดคือเฟส
ผลึกเหลวแบบเนมาติกมักจะมีโมเลกุลยาวคล้ายแท่ง ซึ่งเรียงตัวกันเพื่อให้แกนยาวชี้ไปในทิศทางเดียวกันคร่าวๆ เหมือนมีดในลิ้นชักใส่ช้อนส้อม โมเลกุลอยู่ในแนวเดียวกับทิศทางโดยรวมนั้นดีเพียงใด (เรียกว่า “ไดเรกเตอร์”) จะถูกวัดโดย “พารามิเตอร์ลำดับ” S = <3cos 2 θ – 1> / 2 โดยที่ θ
คือมุมระหว่างโมเลกุลและไดเรกเตอร์ พารามิเตอร์นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 1 (สำหรับคริสตัลที่สมบูรณ์แบบ) ถึง 0 (สอดคล้องกับของเหลวที่สุ่มเลือก) และต่ำถึง –0.5 (ลำดับเชิงลบ ซึ่งเราจะกลับมาแก้ไขในภายหลัง) ขั้นตอน ส่วนใหญ่มีพารามิเตอร์ลำดับที่S ≈ 0.6 ซึ่งหมายความว่ามีความผันผวน
ปัจจุบัน แม้ว่าคริสตัลเหลวส่วนใหญ่ รวมถึงในจอแสดงผล จะมีโมเลกุลขนาดเล็ก แต่ก็เป็นไปได้ที่จะได้รับพฤติกรรมของผลึกเหลวจากโพลิเมอร์สายยาวที่มีหน่วยขนาดเล็กคล้ายแท่งพันอยู่ตามกระดูกสันหลัง (รูปที่ 1 ก) หรือยื่นออกมา จากด้านข้าง (รูปที่ 1 ข ). เมื่อแท่งเหล่านี้เรียงตัวกัน โพลิเมอร์จะทำหน้าที่
เหมือนผลึกเหลว ยิ่งไปกว่านั้น ถ้าแท่งบนห่วงโซ่โพลิเมอร์เส้นหนึ่งมีการเชื่อมต่อทางกายภาพ (หรือ “เชื่อมโยงข้าม”) กับโซ่มากกว่าหนึ่งเส้น คุณก็จะได้อีลาสโตเมอร์ชนิดผลึกเหลว (LCE) กำลังศึกษาอยู่ เมื่อรวมความยืดหยุ่นของอีลาสโตเมอร์ธรรมดา (เช่น ยาง) เข้ากับการจัดระเบียบตัวเองของผลึกเหลว
วัสดุที่อ่อนนุ่มเหล่านี้มีสมบัติเชิงกลแบบแอนไอโซโทรปิกที่ผิดปกติบางประการ แต่เนื่องจากไม่มีนักเคมีในทีมลีดส์ของเราในขณะนั้น มิสทรีจึงตัดสินใจพัฒนา LCE ที่เขาสามารถสังเคราะห์เองได้ง่ายๆ โดยใช้เส้นทางสังเคราะห์ที่รู้จักและโมโนเมอร์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด ซึ่งเป็น LCE ที่ “เป็นมิตรกับนักฟิสิกส์”
ในขณะที่เขา
วางไว้. การใช้เทคนิคที่ยืมมาจากอุตสาหกรรมการแสดงคริสตัลเหลว Mistry สามารถสร้างฟิล์มบางที่มีความสม่ำเสมอสูงในวัสดุของเขา ซึ่งสามารถควบคุมการวางแนวของแท่งได้ในพื้นที่ขนาดใหญ่ พฤติกรรมแปลกๆหลังจากพัฒนาวัสดุ LCE ใหม่ของเขาซึ่งมีแท่งเหล็กเป็นกลุ่มด้านข้าง
และกลุ่มช่างเทคนิคจาก ได้เริ่มสร้างอุปกรณ์ชิ้นพิเศษสำหรับทดสอบคุณสมบัติทางกลของมัน อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พอดีกับระยะของกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือทางการค้าในฟิสิกส์ของผลึกเหลว เมื่อใช้อุปกรณ์นี้สามารถวัดมุมของผู้กำกับ ณ จุดที่เลือก
ซึ่งระบุปริมาณของลำดับผลึกของเหลวในพื้นที่ และติดตามดูว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นอย่างไรเมื่อความเครียดเพิ่มขึ้นเมื่อเขาดึงฟิล์มไปใน ทิศทาง xซึ่งตั้งฉากกับผู้กำกับซึ่งชี้ไป ทาง y (รูปที่ 1 c ) ในตอนแรกไม่มีอะไรเกิดขึ้น วัสดุเพียงแค่ยืดในลักษณะยางยืดที่อ่อนนุ่ม และผู้กำกับยังคงอยู่ประมาณ 90°
ไปยังทิศทางการยืด อย่างไรก็ตาม เมื่อยืดเกินค่าสเตรน 0.9 ไดเรกเตอร์ก็เริ่มจัดแนวกับแกนสเตรนอย่างรวดเร็ว กล่าวคือ มุมระหว่างไดเร็กเตอร์กับทิศทางการยืดลดลงเหลือ 0° จากการวัดขนาดของฟิล์ม พร้อมกัน สรุปได้ว่าฟิล์มมีลักษณะเหมือนวัสดุเสริม มันหนาขึ้นในทิศทางzที่ 90° กับทิศทางที่ยืดออก
มีคำอธิบายที่เป็นไปได้สองประการสำหรับพฤติกรรมที่ไม่คาดคิดนี้ ตัวเลือกแรกซึ่งค่อนข้างธรรมดาคือความเครียดในตัวอย่างทำให้ความหนาแน่นของวัสดุลดลง หมายความว่ามีรูพรุนเกิดขึ้นเช่นเดียวกับสารช่วยเสริมอื่นๆ ทั่วไป แต่เมื่อมิสทรีทำการศึกษาเชิงกลเพิ่มเติมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com
