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材料的泊松比定義為垂直于載荷方向的應(yīng)變與載荷方向的應(yīng)變之比的負(fù)值，用公式表示為v=-εy/εx，其中，εy表示載荷方向的應(yīng)變，εx表示垂直于載荷方向的應(yīng)變。通俗來講，負(fù)泊松比材料在一個(gè)方向受到拉伸時(shí)，垂直于該方向變寬；在一個(gè)方向受到壓縮時(shí)，垂直于該方向變窄，故又稱為拉脹材料。

通常大多數(shù)材料的泊松比值都為正，約為1/3，而橡膠類材料為1 /2，即這些材料在拉伸時(shí)橫向發(fā)生收縮。而負(fù)泊松比效應(yīng)（NPR），是指受拉伸時(shí)材料在彈性范圍內(nèi)橫向膨脹，受壓縮時(shí)橫向反而發(fā)生收縮。這種現(xiàn)象在熱力學(xué)上是可能的，但通常材料中并沒有普遍觀察到負(fù)泊松比效應(yīng)的存在。近年來發(fā)現(xiàn)的一些特殊結(jié)構(gòu)的材料具有負(fù)泊松比效應(yīng)，由于其獨(dú)特的性能而倍受材料科學(xué)家和物理學(xué)家們的重視，利用紡織技術(shù)開發(fā)NPR材料的研究和應(yīng)用也越來越引起關(guān)注。

目前，設(shè)計(jì)生產(chǎn)負(fù)泊松比紡織材料有兩種方法。第一種方法是將具有增大效果即具有負(fù)泊松比效應(yīng)的紗線編織成織物。另一種方法是使用傳統(tǒng)纖維編織成具有增大效果的織物結(jié)構(gòu)。針織物由于其自身結(jié)構(gòu)的靈活性而利于開發(fā)負(fù)泊松比織物，負(fù)泊松比織物在經(jīng)編和緯編領(lǐng)域都有所發(fā)展，尤其是在經(jīng)編間隔織物和橫編織物方向。

負(fù)泊松比二維經(jīng)編織物：采用高彈性紗線襯入常規(guī)經(jīng)編六角網(wǎng)眼，下機(jī)后高彈性紗線自然回縮，帶動原六角網(wǎng)眼收縮，形成內(nèi)凹形的六角網(wǎng)眼。對其施加縱向拉伸力時(shí)，彈性紗作用下收縮后的內(nèi)凹六角網(wǎng)眼就會展開，呈現(xiàn)拉脹效應(yīng)。

負(fù)泊松比三維經(jīng)編織物：通過對織物組織的設(shè)計(jì)和后整理措施，使六角網(wǎng)眼發(fā)生有序的左右歪斜，在充分收縮的前提下進(jìn)行定形整理，使其變形更加穩(wěn)定，持續(xù)性更久。在受到拉伸時(shí)，與常規(guī)狀態(tài)下的六角網(wǎng)眼經(jīng)編間隔織物就呈現(xiàn)出截然相反的變形。目前已研究出的經(jīng)編間隔織物不僅在織物平面內(nèi)具有拉脹性能，在織物厚度方向同樣具備該性能，與常規(guī)間隔織物相比，它還具有更好的球面貼合性。

負(fù)泊松比二維緯編（橫編）織物：可利用電腦橫機(jī)良好的成形性，沿著橫列方向連續(xù)編織單獨(dú)的矩形單元，并使它們在頂點(diǎn)處相互連接，第一橫列和最后一橫列均使用高強(qiáng)彈性橡膠紗，使用彈性橡膠紗連接矩形單元可有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)受拉伸后的回復(fù)性能。其模型結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主方向上均具有負(fù)泊松比性能，而在生產(chǎn)出的實(shí)際織物中只有在橫向受到拉伸時(shí)才具有負(fù)泊松比性能。

負(fù)泊松比三維緯編（橫編）織物：折疊結(jié)構(gòu)的針織物可以通過正反線圈的結(jié)合而獲得。正反線圈鋸齒形排列形成的織物會發(fā)生皺折收縮形成鮮明的三維立體效果，折疊展開后結(jié)構(gòu)變大，展現(xiàn)出負(fù)泊松比效應(yīng)。織物越彎折，其曲折紋路越密集，負(fù)泊松比效應(yīng)越明顯。后來又提出了正反線圈矩形排列形成的織物和正反線圈在水平和豎直方向上條形排列形成的織物。

負(fù)泊松比針織物的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

1. 防護(hù)用紡織品

由于負(fù)泊松比材料具有良好的能量吸收性和形狀貼合性，它可適用于防護(hù)服裝和裝備，如賽車、賽馬、滑冰等危險(xiǎn)性較高的運(yùn)動中，可減少沖擊力對人體造成的傷害。護(hù)具一般都用于手肘、膝蓋等人體易受傷部位，而目前多由透氣性較差的泡沫制成。三維負(fù)泊松比織物透氣性優(yōu)良，受彎曲時(shí)可呈現(xiàn)圓拱形，與人體手肘和膝蓋的形狀更易貼合，提高了人體舒適性和活動自由度。同樣，該種織物還可用于防震手套、防彈背心等領(lǐng)域。

2. 特定需求用紡織品

童裝、孕婦裝、女性文胸等尤其需要織物的負(fù)泊松比性能。負(fù)泊松比織物易于在橫向和縱向同時(shí)延伸，使得合身的衣服可供小孩穿較長時(shí)間，避免頻繁購買的同時(shí)也保證合身性。孕婦裝的腰腹部采用負(fù)泊松比織物可自然地形成貼合腹部形狀的圓拱形，同時(shí)不會產(chǎn)生太大壓力。同樣，負(fù)泊松比間隔織物可生產(chǎn)無需過多裁剪的女性文胸，其球面貼合性優(yōu)于傳統(tǒng)織物，透氣透濕性也優(yōu)于傳統(tǒng)海綿。

3. 醫(yī)用紡織品

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，負(fù)泊松比織物還可用于脊柱內(nèi)固定器、人造成形瓣膜、人造血管、食管內(nèi)支架等。與傳統(tǒng)的人造血管不同，管狀負(fù)泊松比織物制成的人造血管在收到拉伸時(shí)直徑可變大，很大程度上緩解由于動脈硬化、血栓等疾病對人體造成的危險(xiǎn)。另外，負(fù)泊松比織物還可制作醫(yī)用智能繃帶，在繃帶內(nèi)攜帶不同功能的藥劑，可根據(jù)傷口腫脹的程度釋放出相對應(yīng)的藥物，輔助傷口愈合。

4. 復(fù)合材料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)

將負(fù)泊松比織物作為復(fù)合材料增強(qiáng)體，如用于制造夾芯板，可大大提高其安全性。用于防爆窗簾，可在受到爆炸發(fā)散出的沖擊波時(shí)有效捕捉隨之而來的各種碎片。由于其良好的球面貼合性，該種材料在用于頭盔中，在一定程度上緩解沖擊力，盡量減小對頭部的傷害。

5. 車用紡織品

將負(fù)泊松比織物用于汽車安全帶，當(dāng)人體在慣性條件下向前傾倒時(shí)，一般的安全帶在受到拉伸時(shí)會變窄，而負(fù)泊松比材料的安全帶會整體擴(kuò)展，從而減弱沖擊壓力集中對人體造成的傷害。另外，這種材料還可用于兒童座椅面料，目前兒童座椅中多采用海綿面料，倘若采用負(fù)泊松比材料作為兒童座椅面料以及兒童安全帶，不僅可以提高其舒適度，而且在安全性方面也有很大提升。

6. 其他應(yīng)用領(lǐng)域

在其他領(lǐng)域方面，孔隙結(jié)構(gòu)的負(fù)泊松比材料，如內(nèi)凹蜂窩狀材料，在受到拉伸時(shí)孔隙會在雙向都展開，可用于過濾器中；另外，由于其體積模量較低，它可用于傳感器中，如水聽器等。在航空領(lǐng)域，它還可以用于航天器發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇葉片、熱防護(hù)材料、飛機(jī)前錐部分、翼段等。負(fù)泊松比材料制成的緊固件比常規(guī)材料更易于安裝插入，其徑向尺寸在一定公差內(nèi)可比孔大，安裝時(shí)受到軸向壓力使其直徑也變小，從而便于安裝。安裝好后去除軸向壓力，在軸向延伸的同時(shí)發(fā)生徑向延伸，從而可以防止緊固件的滑移。