胞状固体的膨胀行为

细胞材料的膨胀行为对于设计和开发仿生自适应材料等潜在应用尤其具有吸引力，因为大多数生物材料至少在它们的一个层次上具有细胞微结构。木头、骨头、竹子、冰植物和蜂巢都是这种天然材料的例子。

蜂窝固体的热膨胀或湿膨胀(有时称为膨胀系数)与力学性能(如弹性行为、强度、屈曲等)的研究程度不同。Lakes和同事们提出了具有极端热膨胀的细胞材料的不同配置。这些模型主要由膨胀比相对较大的双层细胞壁组成，在均匀升温条件下引起结构的非仿射变形。从木细胞的各向异性膨胀行为中，我们最近研究了基于有限元的蜂窝的有效(湿)膨胀，并捕捉到一些有趣的趋势:

http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2012.08.017

http://dx.doi.org/10.1016/j.mechmat.2012.08.002

各向异性的程度取决于几何形状，也取决于细胞壁的材料性质。我们可以通过调节细胞壁的材料特性来控制细胞材料的各向异性扩张，这对于刺激响应驱动器件是有希望的。细胞壁可能本质上是各向异性的，或者由不同的各向同性层组成，具有不同的膨胀行为。

到目前为止，类似于Ashby和Gibson提出的关于蜂窝和其他蜂窝固体的弹性模量的关系还不能用于热膨胀系数或湿膨胀系数。分析模型的发展将使我们能够提高我们对细胞固体膨胀行为的理解。