磁热敏感型水凝胶变形行为的研究

【作者】 胡健英； William Toh； 刘子顺；

【机构】 宁波大学机械工程与力学学院； 南洋理工大学机械与航天工程学院； 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室国际应用力学中心；

【摘要】 基于磁热敏感型水凝胶的磁热疗法已成为医药领域中炙手可热的研究方向。磁热疗是指利用磁性纳米颗粒(MNPs)暴露于磁场环境中,其材料特性发生显著变化,从而达到热疗的目的。本文以嵌入磁性四氧化三铁纳米颗粒的聚N-异丙烯酰胺凝胶(PNIPAM)为例,研究磁热敏感型水凝胶在温度场和磁场中的变形行为和力学特性,探讨磁热敏型水凝胶在磁热耦合激励下的变形机理。首先,推导磁热敏性水凝胶的本构方程,理论研究磁热敏性水凝胶的溶胀变形行为。其次,开发有限元软件结合的子程序,对磁热敏感型水凝胶复杂结构进行模拟研究。最后,实验观测磁热敏型凝胶在变形过程中的力学行为,特别是磁热敏性水凝胶的相变过程,为磁热敏型水凝胶的进一步实际应用奠定有效的研究基础。更多还原