准静态测试:可进行单点和矩阵压痕测试,精准测量材料在静态加载条件下的力学性能,如弹性模量等关键参数。科研人员通过设定不同的加载速率、压痕深度等参数,模拟材料在实际应用场景中的静态受力情况,深入分析材料的弹性响应特性 。
应力松弛与蠕变测试:能开展应力松弛和蠕变测试,用于研究材料在恒定载荷或恒定位移作用下,应力随时间的衰减情况以及形变随时间的发展趋势。这对于了解生物材料、聚合物等的粘弹性行为至关重要,例如在生物可降解材料的研究中,通过此类测试评估材料在体内环境下随时间的力学稳定性 。
动态力学分析(DMA):开创性地加入动态力学分析功能,可获取材料在不同振动频率下的储存模量(E')、损耗模量(E'')和损耗因子(tanδ)。通过该功能,能够深入探究材料在交变力作用下的粘弹性力学损耗及能量储存与释放特性,为材料在动态载荷环境下的应用提供关键性能数据,如在心血管组织模拟脉动血流力学环境的研究中发挥重要作用 。
操作便捷性:操作流程简单易懂,用户只需将预先校准好的探头插入仪器,通过仪器自带的自动寻找样品表面功能,快速完成测试前准备工作,即可开始压痕实验。整个操作过程无需复杂的专业技能培训,大大节省实验时间,提高实验效率,即使对于初次使用的研究人员也能轻松上手 。
数据采集与分析:实验过程中实时采集力与位移等数据,并自动存储为文本文件格式,方便后续导入 Dataviewer 软件或其他常用数据分析软件进行深度处理。仪器配套软件功能强大,支持多种力学模型计算,用户可根据样品特性选择合适模型,对压痕数据进行分析,快速获取材料的杨氏模量、硬度等力学参数,并生成详细、直观的力学性能报告,为科研成果的总结与发表提供有力支持 。
细胞力学研究:用于单细胞及细胞层的力学性能测试,探究细胞在不同生理、病理状态下的力学特性变化。例如,研究癌细胞与正常细胞在弹性、粘附性等力学方面的差异,为癌症早期诊断及治疗靶点的发现提供新的力学标志物;分析干细胞在分化过程中的力学变化,深入理解细胞分化的力学调控机制,助力干细胞治疗技术的发展 。
组织工程与再生医学:对生物支架、类器官、生物工程组织等进行力学性能评估,指导组织工程材料的设计与优化。通过测量支架材料的弹性模量、压缩强度等参数,确保其与目标组织的力学性能相匹配,提高细胞在支架上的粘附、增殖及分化效果,加速功能性组织构建;评估生物工程组织在体外培养过程中的力学成熟度,为其临床应用提供力学性能依据 。
疾病机制研究:测量病变组织(如纤维化组织、肿瘤组织)与正常组织的力学性能差异,将力学特性作为疾病诊断和病情监测的辅助指标。例如,通过检测肝脏组织在纤维化进程中的硬度变化,辅助肝病的早期诊断与病情评估;研究心血管疾病中血管组织的力学性能改变,深入了解疾病发生发展机制,为心血管疾病治疗策略的制定提供力学层面的参考 。
软物质材料表征:对水凝胶、弹性体、活性聚合物、微纳米颗粒等软物质材料进行全面力学性能测试,详细描述其力学行为,如应变硬化、粘度等特性。帮助研究人员深入理解材料结构与性能之间的内在联系,为材料的合成、改性及加工工艺优化提供关键力学数据支持,推动新型软物质材料的研发与应用 。
材料微观结构与力学性能关系研究:利用 Chiaro 的高精度压痕及显微镜成像功能,研究材料微观结构(如晶体结构、相分布、微观缺陷等)对宏观力学性能的影响。通过对材料微观结构特征与力学参数进行关联分析,揭示材料力学性能的微观本质,为材料微观结构的优化设计和新材料的开发提供理论指导 。