仿生材料力學(xué)測(cè)定物性分析介紹

    仿生，是以經(jīng)過億萬年進(jìn)化形成的生物體為極限目標(biāo), 在不同層次和水平上進(jìn)行創(chuàng)造的一門技術(shù)。仿生材料是從分子水平上模擬天然物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能，進(jìn)而開發(fā)出類似甚至超越原天然物質(zhì)功能的新型材料。隨著當(dāng)前醫(yī)學(xué)水平和人們生活質(zhì)量的不斷提高，為一些患者提供安全、有效的用于組織替換和移植的仿生材料成為了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和材料學(xué)等多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。以仿生醫(yī)學(xué)材料為例，其可以直接診斷、修復(fù)或替換人體受損的組織和器官等。目前，仿生生物材料領(lǐng)域快速發(fā)展，多種多樣的結(jié)構(gòu)仿生材料已經(jīng)不斷開發(fā)出來，具有可選擇范圍廣泛、重復(fù)性良好以及可規(guī)模化制備等優(yōu)點(diǎn)。

    仿生材料的有效使用，需要以其結(jié)構(gòu)特性與生物功能為基礎(chǔ)。如何準(zhǔn)確客觀分析仿生材料的結(jié)構(gòu)特性，可以通過上海保圣物性測(cè)定儀對(duì)仿生材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)定，從而模擬分析其在使用過程中是否與真實(shí)材料表現(xiàn)一致的性能。上海保圣物性測(cè)試儀，可應(yīng)用多領(lǐng)域仿生材料力學(xué)性能分析，從而為仿生材料的研發(fā)到應(yīng)用提供客觀參考數(shù)據(jù)。例如：

1、骨組織仿生材料力學(xué)測(cè)定

    年齡增加、外傷和關(guān)節(jié)退行性改變均可成為軟骨損傷的危險(xiǎn)因素。軟骨由于缺乏血管、神經(jīng)、淋巴網(wǎng)絡(luò)和原始細(xì)胞等，很難實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)，一旦損傷，通常需要通過外科手段進(jìn)行替換。水凝膠作為適用于組織工程的支架材料之一，已被廣泛研究。鑒于軟骨強(qiáng)度的特殊性，軟骨組織工程所需的水凝膠材料不但要具有生物相容性，而且要兼具一定的機(jī)械性能。

    利用上海保圣物性測(cè)試儀，通過多種夾具與機(jī)械動(dòng)作，可以模擬人體運(yùn)動(dòng)過程中軟骨組織進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而分析仿生材料的使用效果。如利用拉伸夾具反復(fù)拉伸下壓動(dòng)作，進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，從而模擬人在行動(dòng)中對(duì)軟組織的反復(fù)使用性能。

    仿生材料的撕裂測(cè)試，可以使用上海保圣物性測(cè)試的拉伸探頭對(duì)材料剝離或撕裂進(jìn)行測(cè)試。

2、仿生強(qiáng)韌石墨烯氣凝膠

   石墨烯氣凝膠是一種質(zhì)量輕、機(jī)械性能優(yōu)異且多功能的材料，近年來得到廣泛研究且被認(rèn)為在工程應(yīng)用中具有極高價(jià)值。石墨烯氣凝膠的材料機(jī)械強(qiáng)度和韌性是其使用性能重要影響因素。采用上海保圣物性測(cè)試儀，可以客觀測(cè)定氣凝膠的材料機(jī)械強(qiáng)度和韌性。

    通過上海保圣物性測(cè)試儀，采用柱形探頭與恒定壓力作用，可反應(yīng)氣凝膠的蠕變性能;通過上海保圣物性測(cè)試儀多次下壓動(dòng)作，可以分析氣凝膠的疲勞能力；通過上海保圣物性測(cè)試儀恒定形變動(dòng)作，可分析氣凝膠應(yīng)力松弛能力，從而反應(yīng)仿生氣凝膠在使用過程中定量形變下力學(xué)能力反應(yīng)。

用上海保圣的柱形探頭對(duì)材料進(jìn)行多次下壓測(cè)試，如下：

    除此，還有人體仿生皮膚，牙科仿生材料，仿生組織等多個(gè)領(lǐng)域仿生材料力學(xué)分析均可通過上海保圣物性測(cè)定儀進(jìn)行客觀準(zhǔn)確測(cè)定，從而為仿生材料的研發(fā)及使用效能提供客觀指導(dǎo)數(shù)據(jù)。