ضریب پواسون (کرنش انقباضی عرضی تقسیم بر کرنش کششی طولی) همواره به عنوان یک مشخصۀ ذاتی مواد در نظر گرفته شده است که مقدار آن در محدوده باریکی قرار داشته است. در موادی که به صورت ناهمگن طراحی شده اند، می توان ضریب پواسون را تغییر داد. با تغییر ساختار و مشخصات مواد، می توان از نظر ترمودینامیکی هر مقداری برای ضریب پواسون بدست آورد، حتی ضریب پواسون منفی. در این پست به مواد دارای ضریب پواسون منفی و کاربردهای آن ها می پردازیم.
خواص الاسیسیتۀ جامدات همسانگرد (ایزوتروپیک) را می توان با استفاده از ثابت های الاستیک توضیح داد، مدول یانگ و ضریب پواسون. مدول یانگ سنجشی از سفتی یک ماده است و محدوده بسیار گسترده ای دارد. ضریب پواسون معمولا بین 0.25 تا 0.35 برای واد ساختاری مانند پلیمرها و آلیازهای فلزی و نزدیک به 0.5 برای لاستیک نرم است. چون ضریب پواسون نحوه تغییر شکل مواد الاستیک را کنترل می کند، از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین ضریب پواسون بر تمرکز تنش، چقرمگی و سرعت موج در ماده تاثیرگذار است. برای نخستین بار، ضریب پواسون منفی در چندین جهت برای سولفید آهن تک کریستال ناهمسانگرد گزارش شده است.
گزارش شده است که جامدات دو بعدی مانند ساختارهای هانیکامب و شبکه ای، ساختارهای کامپوزیتی و لایه لایه ای، ساختارهای هگزامر و مربعی، می توانند ضریب پواسون منفی داشته باشند که هرکدام ساختار و فرایند ساخت متفاوتی دارند. ساختارهای سه بعدی نیز به شکل شبکه، تک کریستال، کامپوزیت و فوم می توانند دارای مقدار منفی ضریب پواسون باشند.
این مواد در زمینه های پزشکی مانند باز کردن حفرات در رگ ها، نوار زخم های هوشمند، سنسورها و محرک ها، جاذب های قوی شوک، فیلتر هوا، خودروها و هواپیماها و الکترودهای سنسورهای پیزوالکتریک به کار می روند.
منبع: DOI= 10.1146/annurev-matsci-070616-124118