應(yīng)用領(lǐng)域	醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,生物產(chǎn)業(yè)

多功能材料力學(xué)測試系統(tǒng)

多功能組織材料生物力學(xué)特性、電位分布測試分析表征系統(tǒng)
-多載荷多物理場耦合微觀力學(xué)性能原位測試系統(tǒng)

該系統(tǒng)是加拿大Biomomentum重點(diǎn)推薦的在體離體多功能,、多軸向,、多尺度、多材料的力-電特性測試分析儀,，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測定,、力電耦合測定, 能對各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測定。允許表征的機(jī)械性能,。1000+篇文獻(xiàn),，30年+發(fā)展歷史，同濟(jì)大學(xué),、青島大學(xué),、上海交通大學(xué)等成功使用。是組織、材料,，力-電特性,、多物理場耦合，測試分析的金標(biāo)準(zhǔn),。

該系統(tǒng)是僅有的一款模塊化集成各種力學(xué)測試和力電耦合分布測試的工具,，可以進(jìn)行不規(guī)則表面3D壓痕mapping測試、3D表面輪廓mapping測試,、3D厚度mapping測試,、活體壓縮同時(shí)進(jìn)行電位特性測試、側(cè)限與無限壓縮測試,、張力測試,、剪切測試、摩擦測試,、扭轉(zhuǎn)測試,、穿刺測試,、剝離測試的綜合性機(jī)-電特性測試分析平臺,。

多功能材料力學(xué)測試系統(tǒng) 力學(xué)全面指標(biāo)測定儀

特點(diǎn)

1、支持在體,、離體兩種模式：手持式在體壓電測試,、氣囊式在體測試或常規(guī)臺式離體模式。
2,、機(jī)械力,、電位等全面的測試指標(biāo)：不規(guī)則表面3D壓痕mapping、3D表面輪廓mapping,、3D厚度mapping,、活體電位特性、側(cè)限與無限壓縮,、張力,、剪切、摩擦,、扭轉(zhuǎn),、穿刺、撓曲彎曲,、三點(diǎn)彎曲,、四點(diǎn)彎曲、剝離等各種力學(xué)特性測試,。
3,、多種力-電物理場耦合：不規(guī)則表面壓痕同時(shí)厚度測試、電位活組織壓縮同時(shí)電位測試、拉扭耦合,、拉壓扭耦合,、拉伸剪切耦合、壓縮剪切耦合等,。
4,、多尺度組織材料測試：

壓痕模量范圍：3Pa-670G帕

可測定材料組織范圍廣：3從極硬骨等到超軟腦組織、眼角膜等,，從粗大椎間盤等大樣品到極細(xì)纖維絲的跨尺度測試,。

位移分辨率達(dá)0.1um

力分辨率達(dá)0.025mN

大力 250N

行程范圍廣：50-250mm

體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)

5,、多軸向全角度測試 :X軸,、Y軸、Z軸,、扭轉(zhuǎn)軸（L型扭轉(zhuǎn),、U型扭轉(zhuǎn)、360度扭轉(zhuǎn)）,，行程大250mm,，分辨率低至100nm。
6,、僅有的各種力電類型特性測試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測試技術(shù)服務(wù),、根據(jù)良好的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和GLP提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。
7,、高分辨率位移和力精準(zhǔn)度測試分析：移分辨率達(dá)0.1微米,、力分辨率達(dá)0.025毫牛。
8,、多軸向多功能多材料高通量壓痕測試分析:

◆樣品范圍廣：極軟腦組織泡沫到陶瓷,、金屬

◆模量范圍廣3pa到670Gpa

◆無需表面平坦，可在不規(guī)則表面壓痕（剛度,、硬度,、厚度、表面輪廓等測試）

◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對齊

◆可模塊化集成多軸向多功能多材料：可集成3D輪廓表面形貌表征,、拉伸,、壓縮、三彎曲,、四點(diǎn)彎曲,、扭力、剪切,、摩擦磨損,、電特性等各種力電多物理場測試,。

◆壓痕同時(shí)可測量厚度信息

◆紅寶石壓頭，堅(jiān)固不易斷,使用成本低

◆樣品不需要從組織中收集

◆組織的破壞小

◆維持被測材料的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用

◆自動mapping

◆亞微米分辨率

◆一臺儀器即可進(jìn)行從納米到宏觀尺度的壓痕
◆從小位移（幾納米）到大位移（大50mm）的壓痕
◆大載荷范圍（從0.025mN 到 250N）以滿足樣品特性的要求
◆大載荷范圍對測量粗糙表面尤為有用
◆可以在將樣品浸入溶液中的情況下進(jìn)行
9,、基于第哎C的的非接觸式全場應(yīng)變動態(tài)測量-數(shù)字圖像相關(guān)測試：具有非接觸性,、應(yīng)用廣泛、精度較高,、全場測量,、數(shù)據(jù)采集簡單、測量環(huán)境要求不高,、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn),，可以測量微米甚至納米的變形,應(yīng)用于組織材料力學(xué)、斷裂力學(xué),、微觀納米應(yīng)變測量,、各種新型材料測量等。
10,、上千篇文獻(xiàn),，30多年歷史，產(chǎn)品成熟無風(fēng)險(xiǎn),。
該微觀力學(xué)測試分析與培養(yǎng)系統(tǒng)初該系統(tǒng)為軟骨力學(xué)性能檢測所研發(fā),，此后集成了多種配置以滿足更多生物組織和軟質(zhì)材料力學(xué)性能的測量和評估。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計(jì),，簡易操作平臺,，面向用戶設(shè)計(jì),，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測,，高分子材料檢測以及數(shù)字教學(xué)等領(lǐng)域，產(chǎn)品得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可和推廣,。該系統(tǒng)
相比于傳統(tǒng)的大型力學(xué)測試系統(tǒng),，該微觀力學(xué)測試系統(tǒng)總體較小，可以實(shí)現(xiàn)桌面化的操作流程,，操作過程簡便,。該系統(tǒng)測試方法面，是多樣化的材料力學(xué)表征工具,，是科學(xué)家,、工程師和其他各領(lǐng)域用戶的佳選擇。在動態(tài)力學(xué)分析,、薄膜,、復(fù)合物、聚合物,、生物產(chǎn)品,、醫(yī)學(xué)鑒定和水凝膠等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。

典型測試材料：

絲質(zhì)海綿支架的 3D 結(jié)構(gòu)和力學(xué)由較大的孔徑控制

Ferreira, BMP, Andersson, N., Atterling, E., Engqvist, J., Hall, S., & Dicko, C.

絲質(zhì)海綿支架的 3D 結(jié)構(gòu)和力學(xué)由較大的孔徑控制

抽象的

三維支架在組織工程中起著至關(guān)重要的作用。盡管不能缺少,，但 3D 支架機(jī)械和運(yùn)輸特性的可調(diào)性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn),。在這項(xiàng)工作中，我們提出了推進(jìn)該領(lǐng)域的新方法,。先,，我們應(yīng)用漸進(jìn)式 pH 酸化來模擬冰模板（20 和 80°C）之前的天然絲膠凝過程；其次,，我們使用連接模型擬合了機(jī)械性能,；第三，我們安裝了腳手架的機(jī)械松弛來了解運(yùn)輸特性,；第四,，我們使用 micro-CT 將工藝參數(shù)與支架的性能相關(guān)聯(lián)。我們的結(jié)果表明,，支架的自由收縮決定了它們的終特性,。然而，我們發(fā)現(xiàn)孔隙度（90% 以上）是各向異性的,，曲折度（1 到 1.3 之間）也是如此,。我們確定了兩個(gè)主要的孔隙尺寸，個(gè)在 10 到 20 m 之間,，第二個(gè)在 50 到 130 m 之間,。機(jī)械地，我們的模型表明體積模量捕獲了彈性貢獻(xiàn)并且主要由絲濃度控制,。我們暫時(shí)將分?jǐn)?shù)模量 1 與較大孔結(jié)構(gòu)的塌陷聯(lián)系起來,，并且主要受工藝溫度控制。我們將緩慢松弛歸因于絲海綿支架中的流體運(yùn)輸,；以及具有粘彈性松弛的快速松弛,。絲濃度和工藝溫度不影響后者?？偟膩碚f,，我們使用的斷層掃描、機(jī)械測試,、詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析深入探討了工藝參數(shù)（絲濃度和工藝溫度）與絲海綿支架的多重響應(yīng)之間的相互作用,。用于壓縮測試的新機(jī)械配件的開發(fā)有助于簡單地捕捉海綿支架中的不同失效模式，并將這些事件與松弛和終傳輸特性相關(guān)聯(lián),。

機(jī)械測試和分析對于機(jī)械測試,，我們使用了 Biomomentum 的 Mach-1 系統(tǒng)模型 V500c。稱重傳感器具有 1.5 N 的標(biāo)稱大負(fù)載和 75 N 的分辨率,。機(jī)械測試是在與海綿相同的注射器中進(jìn)行的,，以避免海綿復(fù)雜結(jié)構(gòu)的任何破壞或改變,。測量是在濕海綿支架上進(jìn)行的。初步測量表明,，在干燥狀態(tài)下,，海綿太脆，無法進(jìn)行任何可靠的分析,。我們使用 3 mm 圓柱形平端壓頭進(jìn)行了壓縮測試,。在低應(yīng)變狀態(tài)（<10%），我們假設(shè)壓縮是無限制的,。對于每個(gè)樣品,，我們將海綿支架在雙蒸水中平衡 48 小時(shí)；然后,，以 0.005 mm/s 的速度壓縮樣品并放松,。我們連續(xù)應(yīng)用了三個(gè)壓縮和放松周期,。在每個(gè)松弛斜坡后（力變化 <0.001 gf/min）,，樣品以 0.5 Hz 的頻率動態(tài)壓縮，振蕩幅度為 0.1 mm,。該過程在 1 和 2 毫米深度重復(fù)兩次,。初始接觸標(biāo)準(zhǔn)為 0.1 gf，階段速度為 0.02 mm/s,。