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本发明公开了一种三维负泊松比周期性多孔材料及其制作方法。该材料由两种旋转模块交替拼接组成;在水平X方向和水平Y方向的投影形状一致,竖直方向的投影是正交正方形网格;在受到压力时,产生向内收缩的效果,受到拉力时,产生膨胀的性质。该方法使用3D打印技术实现三维负泊松比性质。本发明的材料实现了三维空间的负泊松比性质,材料在竖直方向受拉时,水平两个方向呈现膨胀;竖直方向受压时,水平两个方向向内收缩的性质。膨胀和收缩时,材料中所有模块绕角点向凹面方向旋转。负泊松比材料还具有良好的耗能、吸音效果,可用于军事领域中耗能材料及日常生活中的隔音材料。

材料实现了三维空间的负泊松比性质，材料在竖直方向受拉时，水平两个方向呈现膨胀；竖直方向受压时，水平两个方向向内收缩的性质。膨胀和收缩时，材料中所有模块绕角点向凹面方向旋转。负泊松比材料还具有良好的耗能、吸音效果，可用于军事领域中耗能材料及日常生活中的隔音材料。

杨氏模量和泊松比是结构变形的两个基本参数，绝大多数材料的泊松比都是正的，负泊松比材料能在压缩时候横向收缩，拉伸时横向伸长显示出特异的性能，是良好的能量吸收材料，在机械航空国防海洋等领域有广泛的运用，负泊松比材料大多是多孔重复性材料。

在过去的100多年中，人们逐渐对负泊松比材料展开研究。自然界的负泊松比材料包括母牛乳头部分的皮肤、具有四面体的硅土、和一些特殊的化合物。最早的人工负泊松比材料是Lakes在1987年利用高压制备的泡沫材料，这种材料内部存在凹的六面体结构。Evans发现聚四氟乙烯(PTFE)具有负泊松比特性，并用auxetic来描述负泊松比性质。近年来，越来越多的具有负泊松比性能的材料被科研人员研制出来，主要包括以下三个方面：1)负泊松比的多孔固体：包括二维蜂窝材料、三维的泡沫和微多孔聚合物材料。Lakes研制的泡沫材料是此类材料的代表。2)负泊松比的化合物：在某些层状纤维薄片中，理论分析表明，如在垂直薄层方向上控制叠层的顺序，可以实现负泊松比的特性。3)负泊松比的晶体和立方晶系金属元素：锅、砷、锑、秘以及碱金属，在单向的泊松比性能，晶体SiO2、单晶Ni3Al和α-方晶石也具备负的泊松比。

回归到问题的本质，负泊松比是一个材料的力学特性，上述材料体现出负泊松比性能的原因往往是材料内部存在特殊的孔隙，或分子间的微观排列在拉压条件下具备特殊的几何特性。由此规律衍生出一种用力学方法设计负泊松比材料的思考。即能否采用常见的成本较低的均质原料，通过将材料设计成合理的结构形式，使材料具有负泊松比的效果。

Almgren就利用杆、铰链和弹簧给出了这样一种宏观各向同性的弹性结构，并对此结构进行了尺度上的设计，使得其具有负泊松比性能。Smith等人提出了一个肋状泡模型，卢子兴等人根据该模型建立了二维多胞材料结构，并给出了其弹性本构关系。Prall和lakes在lakes开发的泡沫模型结构分析的基础上，提出了凹蜂巢结构模型，也具有负泊松比的特点，但是这些结构以二维形式的结构为主。

发明人：周一一 蒋青洲发明团队：常州工学院（Changzhou Institute of Technology，CIT），位于江苏省常州市，是江苏省主管的一所全日制普通本科院校，入选国家“十三五”产教融合发展工程立项高校和首批启动高校，教育部和江苏省卓越工程师教育培养计划试点高校，教育部数据中国“百校工程”培育院校，教育部“科学工作能力提升计划（百千万工程）”首批试点高校，江苏省服务外包人才培养试点高校。学校始于1978年创办的常州市七·二一工业大学，1979年更名为常州市职工大学；1982年，经教育部批准，常州市职业大学更名为常州工业技术学院；2000年3月22日，教育部批准由常州工业技术学院、常州市机械冶金职工大学合并组建常州工学院。截至2023年1月，学校有辽河路校区、巫山路校区、会馆浜路继续教育学院和长江路科技产业园，总占地面积近1300亩；设有18个教学单位，开办59个本科专业（47个专业招生）；普通全日制在校生16000余人，在职教职工1300余人，其中专任教师1000余人；馆藏纸质图书131万余册。

针对现有技术中负泊松比材料存在的上述问题，本发明提供一种三维负泊松比周期性多孔材料及其制作方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种三维负泊松比周期性多孔材料，该材料由两种旋转模块交替拼接组成，所述两种旋转模块由基本模块压缩而成；所述基本模块包括第一正交部、第二正交部和连接部，所述第一正交部由两根等长的横条材料垂直相交而成，所述第二正交部的结构与第一正交部的结构相同且二者平行正对设置，所述连接部包括四根等长的竖条材料，每根竖条材料的两端分别与正对的横条材料的端点相连；第一种旋转模块的第一正交部和第二正交部向外突出，连接部向内凹陷；第二种旋转模块的第一正交部和第二正交部向内凹陷，连接部向外突出。

进一步，在水平X方向和水平Y方向的投影形状一致，竖直方向的投影是正交正方形网格；在受到压力时，产生向内收缩的效果，受到拉力时，产生膨胀的性质。

进一步，两种旋转模块间隔重复组成整个多孔材料；受到垂直方向的压力时，每个周期性模块模块的角点均朝着凹面方向旋转，从而使整体材料呈现出受压收缩，受拉膨胀的特性。

进一步，材料在竖直方向受拉时，水平两个方向呈现膨胀；竖直方向受压时，水平两个方向向内收缩；膨胀和收缩时，材料中所有模块绕角点向凹面方向旋转，整体模型的性质的实现方法为基本单元节点向凹陷侧进行弯曲。

进一步，构造所述旋转模块的材料是均匀的、可以实现大变形的材料，包括橡胶、铝、铜。

为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。