オーセティック

オーセティック メタマテリアルは、負のポアソン比を持つメタマテリアルの一種であり、軸方向の伸びによって横方向の伸びが発生します (通常の材料では、一方向に伸びると他の方向に圧縮が発生します)。

オーセチックは単一の分子、結晶、またはマクロ的な物質の特定の構造である可能性がある。 ^{[1] [2]}

オーセティック素材は、従来の素材よりもエネルギーを効果的に吸収するため、防弾チョッキ、ヘルメット、膝パッドなどの防護具に使用されています。^{[3] [4]}また、医療用ステントやインプラントなどのデバイスにも使用されています。オーセティック生地は、快適で柔軟な衣類や、航空宇宙やスポーツ用品などの用途のテクニカル生地を作成するために使用できます。^{[5]オーセティック素材は、音や振動を制御するための}音響メタマテリアルの作成にも使用できます。^[6]

オーセティックという用語は、ギリシャ語のauxetikos ( αὐξητικός )に由来し、「増加する傾向があるもの」を意味し、その語源は「増加」（名詞）を意味するauxesis ( αὔξησις )という言葉にあります。この用語は、エクセター大学のケン・エヴァンス教授によって造られました。^{[7] [2]} 人工的に生成された最初のオーセティック材料の1つであるRFS構造（ダイヤモンドフォールド構造）は、1978年にベルリンの研究者K.ピエッチによって発明されました。彼はオーセティックスという用語は使用していませんが、基礎となるレバー機構とその非線形機械的反応を初めて説明したため、オーセティックネットの発明者と見なされています。負のポアソン定数を持つ材料の最も古い例は、1985年にAGコルパコフが発表した「弾性フレームワークの平均特性の決定」です。次に合成されたオーセチック材料は、1987年にウィスコンシン大学マディソン校のRSレイクスが「負のポアソン比を持つフォーム構造」と題してサイエンス誌に掲載されました^[1] 。この特性を指すオーセチックという言葉の使用は、おそらく1991年に始まったと思われます。 ^[8]最近、細胞が特定の条件下で生物学的バージョンのオーセチック性を示すことが示されました。 ^[9]

負のポアソン比を持つ逆六角形周期セル（オーセティック六角形）を持つ複合材料の設計は1985年に発表されました。^[10]

このような理由から、徐々に多くの研究者がオーセチックスのユニークな特性に興味を持つようになりました。この現象は、次の図に示すように、出版物の数（Scopus検索エンジン）に表れています。1991年には出版物は1件しかありませんでした。しかし、2016年に約165の出版物がリリースされ、出版物の数は爆発的に増加しました。わずか25年で165倍の増加であり、オーセチックスのトピックがかなりの注目を集めていることは明らかです。^[11]しかし、オーセチックスは有望な構造であり、科学と工学の多くの可能性を秘めていますが、複数の分野での広範な応用は依然として課題です。したがって、広範な応用には、オーセチックに関連する追加の研究が必要です。

一般的に、オーセチック材料は密度が低いため、オーセチック微細構造のヒンジのような部分が曲がることができます。^[12]

マクロスケールでは、弾性コードの周りに巻かれた非弾性弦でオーセティック挙動を説明できます。構造の両端が引っ張られると、非弾性弦はまっすぐになり、弾性コードは伸びて非弾性弦に巻き付き、構造の有効体積が増加します。マクロスケールでのオーセティック挙動は、グリマとエヴァンス^{[13] [14] [15]}によって開発されたオーセティック回転三角形構造に基づく履物や、人間の足指関節のような特性を持つ義足など、特性を強化した製品の開発にも利用できます。^[16]

オーセティック物質は有機的にも存在するが、人工のメタマテリアルとは構造的に異なる。例えば、遷移状態にあるマウス胚性幹細胞の核はオーセティック挙動を示す。^[17]

オーセチック材料の例には以下のものがあります。

• オーセチックポリウレタンフォーム^{[18] [19]}
• 多能性状態から脱却したマウス胚性幹細胞の核^[17]
• α-クリストバライト^[20 ]
• 結晶性物質の特定の状態：Li、Na、K、Cu、Rb、Ag、Fe、Ni、Co、Cs、Au、Be、Ca、Zn、Sr、Sb、MoS ₂、BAsO ₄など。^{[21] [22] [23]}
• 特定の岩石および鉱物^[24]
• グラフェンは空孔欠陥の導入によりオーセチック化することができる^{[25] [26]}
• 炭素ダイヤモンド相^[27]
• 二次元タングステンセミカーバイド^[28]
• 非炭素ナノチューブ^{[29] [30]}
• 生きた骨組織（ただしこれは疑わしいだけである）^[24]
• 腱は正常な可動範囲内にある。^[31]
• ゴアテックスなどのポリテトラフルオロエチレンポリマーの特定の変種^[32]
• 折り紙の折り方には、ダイヤモンド折り構造（RFS）、ヘリンボーン折り構造（FFS）、ミウラ折りなどいくつかの種類があり、^{[33] [34]}、そこから派生した他の周期的なパターンもあります。^{[35] [36]}

• 特別に設計されたポアソン比を示すように設計されたテーラーメイド構造。^{[38] [39] [40] [41] [42] [43]}
• 鎖状有機分子。最近の研究では、n-パラフィンやそれに類似した有機結晶がオーセチック挙動を示す可能性があることが明らかになりました。^[44]

• 音響メタマテリアル
• 機械メタマテリアル
• メタマテリアル
• 平行四辺形
• ゼティックス、市販のオーセチック材料の一種

• ポアソン比が負の材料
• YouTube のオーセチック フォーム
• オーセチック材料に関する一般情報