生物醫(yī)用水凝膠作為現(xiàn)代生物醫(yī)用材料的重要類(lèi)別之一，其在使用前必然要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的性能評(píng)估檢測(cè)。通常，水凝膠的性能檢驗(yàn)內(nèi)容一般包含物理特性、化學(xué)特性、生物特性等。其中，作為材料的基本性質(zhì)之一，力學(xué)性能是水凝膠作為材料使用的一項(xiàng)重要指標(biāo)。蘇州保曼水凝膠機(jī)械性能測(cè)試儀將帶大家了解水凝膠力學(xué)性能相關(guān)測(cè)試方法壓縮法進(jìn)行介紹：

當(dāng)軟材料（凝膠、彈性體或生物組織）被壓縮超過(guò)臨界應(yīng)變時(shí)，其光滑表面會(huì)形成折痕。在此過(guò)程中，折痕附近的材料顆粒經(jīng)歷加載和卸載路徑。如果材料是彈性的，加載和卸載不會(huì)耗散能量，折痕會(huì)在大約 0.35 的臨界應(yīng)變處出現(xiàn)。然而，如果材料是非彈性的，加載和卸載會(huì)耗散能量，并且折痕預(yù)計(jì)會(huì)在更高的臨界應(yīng)變下出現(xiàn)。在這里，我們使用藻酸鹽-聚丙烯酰胺水凝膠研究了非彈性對(duì)折痕發(fā)生的影響。這種水凝膠由兩個(gè)互穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)組成：共價(jià)交聯(lián)的聚丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)和離子交聯(lián)的藻酸鹽網(wǎng)絡(luò)。前者有彈性，有彈性，而后者拉開(kāi)拉鏈很小，會(huì)造成無(wú)彈性。我們通過(guò)改變海藻酸鹽的濃度來(lái)制備具有不同程度的非彈性的海藻酸鹽-聚丙烯酰胺水凝膠。我們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，更大程度的非彈性會(huì)導(dǎo)致更大的折痕臨界應(yīng)變。這項(xiàng)研究展示了一個(gè)例子，即材料的化學(xué)性質(zhì)影響折痕的力學(xué)。

壓縮-卸載循環(huán)測(cè)試通常表征材料的抗疲勞性能。當(dāng)材料為彈性體時(shí)，加載和卸載遵循相同的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，并且不耗散能量。當(dāng)材料為非彈性體時(shí)，加載和卸載遵循不同的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，兩條曲線(xiàn)圍成的面積為材料單位體積的耗散能量（這里只考慮單軸應(yīng)力下材料的加載和卸載）。由于網(wǎng)絡(luò)和交聯(lián)的不均勻分布，大多數(shù)常規(guī)水凝膠容易出現(xiàn)輕微的裂縫和缺陷，并表現(xiàn)出脆性破壞。這種能量耗散機(jī)制，可以提高水凝膠的強(qiáng)度、韌性、抗疲勞性和對(duì)缺口不敏感性。