水凝胶疲劳性能的原位观测:为什么非接触测量是必须的?
水凝胶是一类由亲水聚合物网络与水组成的软材料,兼具与生物组织相近的柔韧性、高含水性和良好的生物相容性,因而被寄望于替代或修复人体中的承重软组织——如关节软骨、半月板、肌腱韧带,乃至人工心血管血管壁、骨支架等。与此同时,它也在软体机器人、柔性电子、可穿戴人机界面中展现出广阔前景。然而,这些应用有一个共同前提:材料要在长期、反复的力学载荷下不失效。天然软骨每天承受上万次循环载荷仍能用几十年,而大多数合成水凝胶在循环拉伸或压缩下会迅速出现微裂纹、刚度下降乃至突然断裂。这种在循环载荷...