壓痕移動平臺:具備粗進與精進兩級移動精度。粗調(diào)可快速定位樣品,精調(diào)則實現(xiàn)高精度壓痕操作,能使探針自動尋找樣品表面,確保精確壓痕,為實驗提供可靠的位移控制。
手動樣品移動平臺:為各種樣品及容器提供放置空間,方便樣品的安放與調(diào)整。
X - Y 移動臺:可在 12×12 mm 范圍內(nèi)對樣品進行楊氏模量測試或多點陣測試,滿足不同實驗對樣品測試區(qū)域及范圍的多樣化需求 。
楊氏模量:測量范圍極廣,從 5 Pa 至 5 GPa,可覆蓋從極軟的水凝膠到相對較硬的骨組織等各類材料,尤其在表征 pa - kpa 范圍的材料時表現(xiàn),適用于研究如非常軟的水凝膠、支架、球體、纖維、活性聚合物和彈性體、微納米顆粒、3D 打印生物材料、生物工程組織、軟骨等生物材料及軟組織 。
壓痕深度:最大可達 20 µm(部分資料顯示為 100 µm),能夠深入樣品內(nèi)部獲取不同深度的力學(xué)信息。
力學(xué)分辨率:高達 0.1 nN,可精準感知微小的力學(xué)變化,為研究材料微觀力學(xué)性能提供高靈敏度的數(shù)據(jù)采集能力 。
探頭尺寸:半徑范圍為 100 nm 至 100 µm(或 3 - 250 µm),可根據(jù)不同樣品的特性及實驗需求選擇合適尺寸的探頭,實現(xiàn)從微觀到宏觀尺度的材料特性研究 。
壓痕動態(tài)頻率帶寬:~ DC - 100 Hz(或 0.1 - 10 Hz,不同測試模式有所差異),能夠在不同頻率條件下對材料進行動態(tài)壓痕測試,獲取材料在交變力作用下的力學(xué)響應(yīng),如儲存模量、損失模量和損失因子等參數(shù),用于研究材料的粘彈性等特性 。
樣品移動范圍:X - Y 方向為 12×12 mm2,配合 Z 軸的移動,可對較大尺寸的樣品進行全面測量,且能適應(yīng)不同形狀和大小的樣品 。
最小點陣間距:小于 1 µm,在進行多點陣測試時,可實現(xiàn)高分辨率的力學(xué)性能 mapping,精確捕捉樣品表面力學(xué)性能的細微變化 。
點陣測試速度:最高可達 1 點 /s,保證在高通量測試需求下,仍能高效且準確地完成測量任務(wù) 。
加熱器精度(可選):小于 0.5 °C,若實驗需要控制溫度條件,該高精度加熱器可提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境,滿足如模擬生理溫度等實驗要求 。
背光系統(tǒng)(可選):采用準直光(LED),在實驗過程中為樣品觀察提供良好的照明條件,便于操作人員清晰觀察樣品狀態(tài) 。
內(nèi)置 / 側(cè)向攝像頭(可選):分辨率大于 10 µm,可實時記錄實驗過程,輔助實驗操作及結(jié)果分析 。
準靜態(tài)測試:支持單點和矩陣壓痕測試,可獲取材料在靜態(tài)加載下的楊氏模量等參數(shù),用于分析材料的彈性性能 。
蠕變和應(yīng)力松弛測試:能夠研究材料在恒定載荷或位移下,隨時間變化的變形或應(yīng)力松弛行為,深入了解材料的粘彈性特性 。
動態(tài)力學(xué)分析(DMA):該模式為 Piuma 開創(chuàng)性加入的功能,可獲得材料與振動頻率相關(guān)的儲存模量(E')、損失模量(E'')和損耗因子(tanδ),用于研究材料在交變力作用下的滯后現(xiàn)象和力學(xué)損耗,全面表征材料的動態(tài)力學(xué)性能 。
操作流程簡化:操作非常簡單易學(xué),研究人員只需將探頭插入儀器,完成簡單定標后,即可馬上開始壓痕實驗。儀器具備自動尋找表面功能,進一步降低操作難度,節(jié)省實驗時間,尤其適合對時間敏感的樣品測試 。
數(shù)據(jù)采集與分析:實時分析計算測量結(jié)果,原始數(shù)據(jù)以文本文件存儲,方便隨時導(dǎo)入 Dataviewer 軟件或其他常用數(shù)據(jù)分析軟件進行復(fù)雜處理。儀器借助功能強大且易于操作的軟件,用戶可自由控制壓痕程序(如載荷、位移等),并通過自動處理曲線流程,快速獲得數(shù)據(jù)和結(jié)果分析。軟件還支持多種模型,利用 Hertz 接觸模型從加載部分計算彈性模量,相較于常用的 Oliver&Pharr 方法,更適合生物組織和軟物質(zhì)材料特性 。
生物材料研究:用于表征生物材料(如生物支架、聚合物、3D 打印生物材料等)的微納米機械性能,為生物材料的設(shè)計、優(yōu)化及性能評估提供關(guān)鍵數(shù)據(jù),助力開發(fā)更符合生理需求的組織工程材料和醫(yī)療器械 。
組織工程與再生醫(yī)學(xué):測量細胞外基質(zhì)、細胞層、類器官、生物工程組織等的力學(xué)性能,研究細胞微環(huán)境的力學(xué)特性對細胞增殖、粘附、分化等行為的影響,為組織再生和修復(fù)機制研究以及構(gòu)建功能性組織替代物提供重要依據(jù) 。
疾病研究:通過測量病變組織(如纖維化組織、腫瘤組織等)與正常組織力學(xué)性能的差異,將力學(xué)特性作為一種無標記生物標志物,輔助疾病診斷、病情監(jiān)測以及藥物療效評估,為疾病機制研究和治療策略開發(fā)開辟新途徑 。
軟物質(zhì)材料表征:對水凝膠、彈性體、活性聚合物、微納米顆粒等軟物質(zhì)材料進行全面力學(xué)性能測試,描述其應(yīng)變硬化行為、粘度等特性,幫助研究人員深入理解材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,指導(dǎo)材料的合成與改性 。
材料微觀結(jié)構(gòu)研究:利用其高精度的壓痕及微觀觀察功能,研究材料微觀結(jié)構(gòu)(如晶體結(jié)構(gòu)、相分布等)對宏觀力學(xué)性能的影響,為材料微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化和新材料研發(fā)提供理論支持 。
測量范圍廣:能測量從極軟到相對較硬的各類材料,楊氏模量測量范圍從 5 Pa 至 5 GPa,適用于多種生物材料和軟物質(zhì)材料研究,滿足不同科研及工業(yè)應(yīng)用需求 。
精度高:具備高力學(xué)分辨率(0.1 nN)和高精度的位移控制,壓痕深度、探頭尺寸等參數(shù)范圍廣且精度高,可提供準確可靠的力學(xué)數(shù)據(jù),確保實驗結(jié)果的科學(xué)性與重復(fù)性 。
測試環(huán)境靈活:尤其擅長在液體環(huán)境下對樣品進行測試,模擬生物材料的生理環(huán)境,使測試結(jié)果更具實際意義,為生物醫(yī)學(xué)相關(guān)研究提供了有力工具 。
操作簡便:探頭即插即用,儀器操作流程簡單,具備自動功能輔助實驗,大大降低操作人員的技術(shù)門檻,節(jié)省實驗時間,提高實驗效率 。
功能多樣:涵蓋多種測試模式,包括準靜態(tài)、蠕變、應(yīng)力松弛以及動態(tài)力學(xué)分析,可全面表征材料的力學(xué)性能,為深入研究材料特性提供豐富的數(shù)據(jù)維度 。
數(shù)據(jù)處理便捷:實時采集和分析數(shù)據(jù),原始數(shù)據(jù)存儲格式便于后續(xù)處理,配套軟件功能強大,支持多種模型計算,滿足不同用戶對數(shù)據(jù)處理和分析的需求 。