1月20日
当日常材料受到拉伸时,通常会沿受力方向伸长,同时在横向截面上变窄。这一特性在二维纺织品中同样普遍存在。然而,拉胀结构在这一点上表现出截然不同的行为特征,此类结构在拉伸作用下不仅不会变窄,甚至出现宽度或厚度增加的现象。正是这一特性使其在防护用纺织品或纺织过滤材料等领域展现出显著优势。德国纺织和纤维研究所(DITF)目前正围绕拉胀织物在多种场景下的应用开展研究。

以往针对拉胀织物的研究,多集中于纤维复合材料领域。这类材料本身刚性较高,适合用于仅需发生单次形变的应用场景。另有研究在纱线层面实现了拉胀特性,使材料在受拉后能够恢复至初始形态。这种负横向收缩特性可以通过泊松比进行量化表征:普通结构的泊松比数值接近于 0,而在拉胀结构中其呈现明显的负值。但在实际织物表面结构中,这一效应往往会受到其他结构因素的叠加影响,从而使应用效果受到限制。因此,DITF正研发一种基于机织物的柔性纺织结构,使其具备可逆的拉胀性能。
为实现该特性,研究团队开发了特殊多层织物,其经纬向均呈沙漏形厚度结构。这种几何结构使织物在受压时能够发生明显的压缩变形,在防护服领域尤为适用,能够显著削弱冲击及其他外力,从而提升防护性能;同时,该结构还赋予织物良好的贴合性,使其能够更好地适应不同体型。反之,当织物在拉伸条件下,其宽度或厚度会随之增加,进而形成更大的表面积或体积,这一特性恰好满足过滤类材料的使用需求。
在“拉胀编织结构”研究项目(1IF22730N)中,DITF开发的织物结构泊松比可调,其负值最低可达-2。更为重要的是,这种拉胀效应并非单次有效,即便经反复受力作用,依然能够稳定且可靠地显现。
(来源:DITF,本刊编辑部编译)
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