Auxétisme | EPFL Graph Search

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Lauxétisme (du grec auxein, s'étendre) est le fait, pour un matériau, de posséder un coefficient de Poisson négatif. La théorie des matériaux isotropes autorise un coefficient de Poisson compris entre −1 et 0,5. Les matériaux auxétiques se regroupent pour l'instant en trois catégories : des cristaux, comme les zéolithes ou la silice 2D, qui manifestent des propriétés auxétiques à l'échelle microscopique ; des mousses, comme certaines mousses de polymère (ex : le téflon PTFE), qu'un traitement mécanique et thermique peut rendre auxétiques ; des fibres utilisées dans les matériaux composites. Le fonctionnement s'explique au niveau microstructural : il ne s'agit pas d'une structure à nid d'abeilles, mais de cellules ré-entrantes, comme illustré ci-dessous : Certaines configurations anisotropes atteignent un coefficient inférieur à −1. Encore peu étudiés, ces matériaux pourraient avoir des applications notamment dans le bâtiment (leur structure les rend particulièrement résistants) ou dans la fabrication de filtres réglables. En effet, en associant cristaux piézo-électriques et auxétiques, on pourrait moduler la taille des pores du filtre. Voici quelques exemples de matériaux ou produits auxétiques : la mousse de polyuréthane auxétique ; la cristobalite-alpha ; certaines roches et minéraux ; le graphène, qui peut être rendu auxétique par l’introduction de défauts de lacune ; le tissu osseux vivant (bien que cela soit seulement soupçonné) ; les tendons, dans leur amplitude de mouvement normale ; quelques sortes de polymères polytétrafluoroéthylène tels que le Gore-Tex plusieurs types de papier. Si un papier est étiré dans le sens du plan, il augmentera dans le sens de l'épaisseur en raison de la structure de son réseau ; plusieurs types de plis d'origami tels que la structure à plis en diamant (RFS), le Motif à chevron, le pliage de Miura, et d'autres modèles périodiques de pliage dérivés de ceux-ci ; certaines structures macroscopiques conçues sur mesure pour avoir des ratios de Poisson particuliers ; certaines chaînes de molécules organiques.

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Exploration of auxetics materials in sport

Thibault Antoine Marie Joseph Ghesquière-Diérickx, Nicolas Tireford

A special property of auxetic materials is their negative Poisson’s ratio : this material shortens or lengthen in all directions when subjected respectively to a compressive or tensile force. This unusual characteristic opens up new perspectives in many fields. Sport is one of the fields where these properties can be well exploited. Already studied and already used for protective equipment, their properties could also prove themselves useful with other application such as grips. The goal of this paper is to study the properties of a sole cell, modelled to exhibit the auxetic behaviour, although the material itself is not auxetic. 3D modelling will allow both parametric finite element studies and the possibility of making 3D prints for testing friction especially.

2021