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生物力学综合性实验测试系统

多功能组织材料生物力学特性、电位分布测试分析表征系统
-多载荷多物理场耦合微观力学性能原位测试系统

该系统是加拿大Biomomentum重点推荐的在体离体多功能、多轴向、多尺度、多材料的力-电特性测试分析仪，该系统集成各种力学测定、力电耦合测定, 能对各种组织材料进行机械刺激和表征测定。允许表征的机械性能。1000+篇文献，30年+发展历史，同济大学、青岛大学、上海交通大学等成功使用。是组织、材料，力-电特性、多物理场耦合，测试分析的金标准。

该系统是仅有的一款模块化集成各种力学测试和力电耦合分布测试的工具，可以进行不规则表面3D压痕mapping测试、3D表面轮廓mapping测试、3D厚度mapping测试、活体压缩同时进行电位特性测试、侧限与无限压缩测试、张力测试、剪切测试、摩擦测试、扭转测试、穿刺测试、剥离测试的综合性机-电特性测试分析平台。

生物力学综合性实验测试系统 力学多载荷测试分析

特点

1、支持在体、离体两种模式：手持式在体压电测试、气囊式在体测试或常规台式离体模式。
2、机械力、电位等全面的测试指标：不规则表面3D压痕mapping、3D表面轮廓mapping、3D厚度mapping、活体电位特性、侧限与无限压缩、张力、剪切、摩擦、扭转、穿刺、挠曲弯曲、三点弯曲、四点弯曲、剥离等各种力学特性测试。
3、多种力-电物理场耦合：不规则表面压痕同时厚度测试、电位活组织压缩同时电位测试、拉扭耦合、拉压扭耦合、拉伸剪切耦合、压缩剪切耦合等。
4、多尺度组织材料测试：

压痕模量范围：3Pa-670G帕

可测定材料组织范围广：3从极硬骨等到超软脑组织、眼角膜等，从粗大椎间盘等大样品到极细纤维丝的跨尺度测试。

位移分辨率达0.1um

力分辨率达0.025mN

大力 250N

行程范围广：50-250mm

体积小巧、可放入培养箱内

5、多轴向全角度测试 :X轴、Y轴、Z轴、扭转轴（L型扭转、U型扭转、360度扭转），行程大250mm，分辨率低至100nm。
6、仅有的各种力电类型特性测试的金标准系统：全面的测试技术服务、根据良好的实验室实践和GLP提供准确的数据分析报告。
7、高分辨率位移和力精准度测试分析：移分辨率达0.1微米、力分辨率达0.025毫牛。
8、多轴向多功能多材料高通量压痕测试分析:

◆样品范围广：极软脑组织泡沫到陶瓷、金属

◆模量范围广3pa到670Gpa

◆无需表面平坦，可在不规则表面压痕（刚度、硬度、厚度、表面轮廓等测试）

◆压痕不要求压缩轴垂直于样品表面对齐

◆可?？榛啥嘀嵯蚨喙δ芏嗖牧希嚎杉?D轮廓表面形貌表征、拉伸、压缩、三弯曲、四点弯曲、扭力、剪切、摩擦磨损、电特性等各种力电多物理场测试。

◆压痕同时可测量厚度信息

◆红宝石压头，坚固不易断,使用成本低

◆样品不需要从组织中收集

◆组织的破坏小

◆维持被测材料的机械环境及其与周围材料的相互作用

◆自动mapping

◆亚微米分辨率

◆一台仪器即可进行从纳米到宏观尺度的压痕
◆从小位移（几纳米）到大位移（大50mm）的压痕
◆大载荷范围（从0.025mN 到 250N）以满足样品特性的要求
◆大载荷范围对测量粗糙表面尤为有用
◆可以在将样品浸入溶液中的情况下进行
9、基于第哎C的的非接触式全场应变动态测量-数字图像相关测试：具有非接触性、应用广泛、精度较高、全场测量、数据采集简单、测量环境要求不高、易于实现自动化等优点，可以测量微米甚至纳米的变形,应用于组织材料力学、断裂力学、微观纳米应变测量、各种新型材料测量等。
10、上千篇文献，30多年历史，产品成熟无风险。
该微观力学测试分析与培养系统初该系统为软骨力学性能检测所研发，此后集成了多种配置以满足更多生物组织和软质材料力学性能的测量和评估。该仪器的*性能特点--模块化设计，简易操作平台，面向用户设计，广泛应用于生物材料检测，高分子材料检测以及数字教学等领域，产品得到了业界广泛的认可和推广。该系统
相比于传统的大型力学测试系统，该微观力学测试系统总体较小，可以实现桌面化的操作流程，操作过程简便。该系统测试方法面，是多样化的材料力学表征工具，是科学家、工程师和其他各领域用户的佳选择。在动态力学分析、薄膜、复合物、聚合物、生物产品、医学鉴定和水凝胶等领域都有广泛应用。

典型测试材料：

人发力学性能评价
近有人问我们，我们的机械测试仪是否有能力评估单纤维人发的机械性能。在我们的实验室里，一位科学家一直致力于这项可行性研究。
这项工作中困难的部分是开发合适的夹具，以便轻松地将头发安装在测试仪上，以便能够进行拉伸和扭转测试。经过几次尝试，发现十分简单和可重复的安装方法是基于使用一对现成的注射器针头。在工作台上，将头发纤维通过两个针头插入，针头彼此相对，并以预定的规格间隙隔开。在每根针的塑料腔中涂上一滴氰基丙烯酸酯胶，以将头发固定到位。Mach-1 上安装了两个与普通注射器具有相同锥形形状的针尖支架。这两个支架在 17N 多轴测力传感器下方的测试室中心相对固定。
将负载归零后，并考虑垂直平台的相对位置，使用 Mach-1 Motion 的“查找接触"功能测量*伸展时头发的初始长度（未施加负载时）。以 0.5、1 和 2 Hz 的频率在弹性区域内进行 30 个循环的正弦变形。根据MA056-SOP04-D进行动态机械测试分析，以提取复杂的拉伸储能和损耗模量成分。动态测试显示相位幅度随着频率的增加而增加。这一结果是意料之中的，并解释了塑性变形（损耗模量）随着频率的增加而增加。
拉伸模量和极限拉伸强度也被测量和计算（Mach-1 分析软件）在拉伸负载斜坡到失效期间（参见图 2 - 拉伸测试输出直到失效）。结果发现与文献 (Lee, 2012) 一致：极限抗拉强度为 930 MPa，弹性模量为 6.5 GPa。其他测试是使用旋转台完成的，以对头发施加扭转直到发生断裂。对于两个样品，故障前的结果分别为 175 和 179 圈。带有 10X 镜头的摄像头用于实时可视化光纤的扭转。
头发的塑料扭转即使在断裂后仍然存在，并且可以在显微镜下观察到（见图 3 - 使用 20 倍显微镜的扭转后照片）。
在扭转过程中，围绕 Z 轴产生的扭矩太低，无法通过 17N 多轴测力传感器测量。然而，由扭转引起的头发垂直收缩产生了垂直收缩力，该收缩力由细胞的 Fz 通道测量。假设通过对该测试配置的适当理论建模，该轴向载荷可用于间接测量头发的扭转剪切强度。
文献中也提出了量化纤维扭转特性的不同间接方法。例如，通过将初始标距与断裂前的转数联系起来，可以获得断裂角的理论值。根据基本分析，发现断裂角度在 26° 和 33° 之间。