Hydrogeleja käytetään laajasti biolääketieteen sovelluksissa niiden ainutlaatuisten mekaanisten ominaisuuksien vuoksi. Niiden mekaanisen lujuuden ymmärtäminen edellyttää esimerkiksi Youngin kimmoisuuden ja vetolujuuden laskentaa. Tämä opas tarjoaa askel askeleelta lähestymistavan näiden laskelmien suorittamiseen tarkasti.

Mekaanisten ominaisuuksien mittaaminen

Ensimmäinen vaihe on suorittaa mekaaninen testaus, tyypillisesti käyttämällä veto- tai puristustesti. Nämä testit tuottavat stressi-kanta tietoja, jotka ovat välttämättömiä laskettaessa hydrogeelin vahvuus.

Nuorten moduluksen laskeminen

Youngin modulaatio (E) mittaa hydrogeelin jäykkyyttä. Se lasketaan stressi-kantakäyrän alkuperäisestä lineaarisesta alueesta käyttäen kaavaa:

]E = σ / ε[]

jossa σ on stressi (voimaa yksikköpinta-alaa kohti) ja ε on kanta (suhteellinen muodonmuutos). Stressi ja paine mitataan elastisen alueen pisteessä E:n määrittämiseksi.

Vetolujuus

Vetolujuus on suurin paine, jonka hydrogeeli kestää ennen vikaa. Se saadaan suoraan jännitys-kantakäyrästä huippujännityksen arvona.

Vaiheittaisen laskenta-yhteenvedon yhteenveto

  • Suoritetaan mekaaninen testaus stressin voimaa koskevien tietojen saamiseksi.
  • Määritetään joustava alue ja lasketaan Youngin kerroin tämän alueen kaltevuuden perusteella.
  • Etsi suurin jännitysarvo käyrästä määrittää vetolujuus.
  • Tallenna kaikki mittaukset ja laskelmat analyysia varten.