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

生物力學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)

多功能組織材料生物力學(xué)特性,、電位分布測(cè)試分析表征系統(tǒng)
-多載荷多物理場(chǎng)耦合微觀力學(xué)性能原位測(cè)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(cè)試分析儀，該系統(tǒng)集成各種力學(xué)測(cè)定,、力電耦合測(cè)定, 能對(duì)各種組織材料進(jìn)行機(jī)械刺激和表征測(cè)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(chǎng)耦合，測(cè)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(cè)試和力電耦合分布測(cè)試的工具,，可以進(jìn)行不規(guī)則表面3D壓痕mapping測(cè)試,、3D表面輪廓mapping測(cè)試、3D厚度mapping測(cè)試,、活體壓縮同時(shí)進(jìn)行電位特性測(cè)試,、側(cè)限與無(wú)限壓縮測(cè)試、張力測(cè)試,、剪切測(cè)試,、摩擦測(cè)試、扭轉(zhuǎn)測(cè)試,、穿刺測(cè)試,、剝離測(cè)試的綜合性機(jī)-電特性測(cè)試分析平臺(tái)。

生物力學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng) 力學(xué)多載荷測(cè)試分析

特點(diǎn)

1,、支持在體,、離體兩種模式：手持式在體壓電測(cè)試、氣囊式在體測(cè)試或常規(guī)臺(tái)式離體模式,。
2,、機(jī)械力、電位等全面的測(cè)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(wú)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(cè)試。
3,、多種力-電物理場(chǎng)耦合：不規(guī)則表面壓痕同時(shí)厚度測(cè)試,、電位活組織壓縮同時(shí)電位測(cè)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(cè)試：

壓痕模量范圍：3Pa-670G帕

可測(cè)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(pán)等大樣品到極細(xì)纖維絲的跨尺度測(cè)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(cè)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(lèi)型特性測(cè)試的金標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：全面的測(cè)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(cè)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(cè)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(wú)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(cè)試）

◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對(duì)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(chǎng)測(cè)試,。

◆壓痕同時(shí)可測(cè)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(cè)材料的機(jī)械環(huán)境及其與周?chē)牧系南嗷プ饔?/strong>

◆自動(dòng)mapping

◆亞微米分辨率

◆一臺(tái)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(duì)測(cè)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(chǎng)應(yīng)變動(dòng)態(tài)測(cè)量-數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)試：具有非接觸性,、應(yīng)用廣泛、精度較高,、全場(chǎng)測(cè)量,、數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)單,、測(cè)量環(huán)境要求不高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),，可以測(cè)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(cè)量,、各種新型材料測(cè)量等,。
10、上千篇文獻(xiàn),，30多年歷史,，產(chǎn)品成熟無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。
該微觀力學(xué)測(cè)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(cè)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(cè)量和評(píng)估,。該儀器的*性能特點(diǎn)--模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)易操作平臺(tái),，面向用戶設(shè)計(jì),，廣泛應(yīng)用于生物材料檢測(cè)，高分子材料檢測(cè)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(cè)試系統(tǒng)，該微觀力學(xué)測(cè)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(guò)程簡(jiǎn)便。該系統(tǒng)測(cè)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(dòng)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(cè)試材料：

人發(fā)力學(xué)性能評(píng)價(jià)
近有人問(wèn)我們，我們的機(jī)械測(cè)試儀是否有能力評(píng)估單纖維人發(fā)的機(jī)械性能,。在我們的實(shí)驗(yàn)室里,，一位科學(xué)家一直致力于這項(xiàng)可行性研究。
這項(xiàng)工作中困難的部分是開(kāi)發(fā)合適的夾具,，以便輕松地將頭發(fā)安裝在測(cè)試儀上,，以便能夠進(jìn)行拉伸和扭轉(zhuǎn)測(cè)試,。經(jīng)過(guò)幾次嘗試，發(fā)現(xiàn)十分簡(jiǎn)單和可重復(fù)的安裝方法是基于使用一對(duì)現(xiàn)成的注射器針頭,。在工作臺(tái)上,，將頭發(fā)纖維通過(guò)兩個(gè)針頭插入，針頭彼此相對(duì),，并以預(yù)定的規(guī)格間隙隔開(kāi),。在每根針的塑料腔中涂上一滴氰基丙烯酸酯膠，以將頭發(fā)固定到位,。Mach-1 上安裝了兩個(gè)與普通注射器具有相同錐形形狀的針尖支架,。這兩個(gè)支架在 17N 多軸測(cè)力傳感器下方的測(cè)試室中心相對(duì)固定。
將負(fù)載歸零后,，并考慮垂直平臺(tái)的相對(duì)位置,，使用 Mach-1 Motion 的“查找接觸"功能測(cè)量*伸展時(shí)頭發(fā)的初始長(zhǎng)度（未施加負(fù)載時(shí)）。以 0.5,、1 和 2 Hz 的頻率在彈性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行 30 個(gè)循環(huán)的正弦變形,。根據(jù)MA056-SOP04-D進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)械測(cè)試分析，以提取復(fù)雜的拉伸儲(chǔ)能和損耗模量成分,。動(dòng)態(tài)測(cè)試顯示相位幅度隨著頻率的增加而增加,。這一結(jié)果是意料之中的，并解釋了塑性變形（損耗模量）隨著頻率的增加而增加,。
拉伸模量和極限拉伸強(qiáng)度也被測(cè)量和計(jì)算（Mach-1 分析軟件）在拉伸負(fù)載斜坡到失效期間（參見(jiàn)圖 2 - 拉伸測(cè)試輸出直到失效）,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與文獻(xiàn) (Lee, 2012) 一致：極限抗拉強(qiáng)度為 930 MPa，彈性模量為 6.5 GPa,。其他測(cè)試是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)完成的,，以對(duì)頭發(fā)施加扭轉(zhuǎn)直到發(fā)生斷裂。對(duì)于兩個(gè)樣品,，故障前的結(jié)果分別為 175 和 179 圈,。帶有 10X 鏡頭的攝像頭用于實(shí)時(shí)可視化光纖的扭轉(zhuǎn)。
頭發(fā)的塑料扭轉(zhuǎn)即使在斷裂后仍然存在,，并且可以在顯微鏡下觀察到（見(jiàn)圖 3 - 使用 20 倍顯微鏡的扭轉(zhuǎn)后照片）,。
在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中，圍繞 Z 軸產(chǎn)生的扭矩太低,，無(wú)法通過(guò) 17N 多軸測(cè)力傳感器測(cè)量,。然而，由扭轉(zhuǎn)引起的頭發(fā)垂直收縮產(chǎn)生了垂直收縮力,，該收縮力由細(xì)胞的 Fz 通道測(cè)量,。假設(shè)通過(guò)對(duì)該測(cè)試配置的適當(dāng)理論建模，該軸向載荷可用于間接測(cè)量頭發(fā)的扭轉(zhuǎn)剪切強(qiáng)度,。
文獻(xiàn)中也提出了量化纖維扭轉(zhuǎn)特性的不同間接方法,。例如,，通過(guò)將初始標(biāo)距與斷裂前的轉(zhuǎn)數(shù)聯(lián)系起來(lái)，可以獲得斷裂角的理論值,。根據(jù)基本分析,，發(fā)現(xiàn)斷裂角度在 26° 和 33° 之間。