{"id":15550,"date":"2021-09-21T20:41:24","date_gmt":"2021-09-21T20:41:24","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=15550"},"modified":"2025-03-26T21:15:16","modified_gmt":"2025-03-26T21:15:16","slug":"propiedades-mecanicas-del-hidrogel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/es\/mechanical-properties-of-hydrogel\/","title":{"rendered":"Propiedades mec\u00e1nicas del hidrogel"},"content":{"rendered":"
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PROPIEDADES MEC\u00c1NICAS DEL HIDROGEL<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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USO DE LA NANOINDENTACI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"PROPIEDADES\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Preparado por<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DUANJIE LI, Doctor y JORGE RAM\u00cdREZ<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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INTRODUCCI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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El hidrogel es conocido por su gran capacidad de absorci\u00f3n de agua, lo que le permite tener una flexibilidad muy similar a la de los tejidos naturales. Esta similitud ha convertido al hidrogel en una opci\u00f3n habitual no solo en biomateriales, sino tambi\u00e9n en aplicaciones electr\u00f3nicas, medioambientales y de bienes de consumo, como las lentes de contacto. Cada aplicaci\u00f3n espec\u00edfica requiere propiedades mec\u00e1nicas concretas del hidrogel.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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IMPORTANCIA DE LA NANOINDENTACI\u00d3N PARA EL HIDROGEL<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Los hidrogeles plantean retos \u00fanicos para la nanoindentaci\u00f3n, como la selecci\u00f3n de los par\u00e1metros de prueba y la preparaci\u00f3n de las muestras. Muchos sistemas de nanoindentaci\u00f3n tienen limitaciones importantes, ya que no fueron dise\u00f1ados originalmente para <\/span>materiales tan blandos. Algunos de los sistemas de nanoindentaci\u00f3n utilizan un conjunto de bobina\/im\u00e1n para aplicar fuerza sobre la muestra. No se realiza una medici\u00f3n real de la fuerza, lo que da lugar a una carga inexacta y no lineal al realizar ensayos con materiales blandos. <\/span>materiales. Determinar el punto de contacto es extremadamente dif\u00edcil, ya que el <\/span>La profundidad es el \u00fanico par\u00e1metro que realmente se mide. Es casi imposible observar el cambio de pendiente en el <\/span>Profundidad frente a tiempo <\/span>trama durante el <\/span>per\u00edodo en el que la punta del penetrador se aproxima al material hidrogel.<\/span><\/p>\n

Con el fin de superar las limitaciones de estos sistemas, el nanom\u00f3dulo del <\/span>NANOVEA <\/span>Comprobador mec\u00e1nico<\/a> mide la retroalimentaci\u00f3n de fuerza con una c\u00e9lula de carga individual para garantizar una alta precisi\u00f3n en todo tipo de materiales, ya sean blandos o duros. El desplazamiento controlado por piezoel\u00e9ctricos es extremadamente preciso y r\u00e1pido. Esto permite una medici\u00f3n inigualable de las propiedades viscoel\u00e1sticas, ya que elimina muchas suposiciones te\u00f3ricas que deben tener en cuenta los sistemas con un conjunto de bobina\/im\u00e1n y sin retroalimentaci\u00f3n de fuerza.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBJETIVO DE MEDICI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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En esta aplicaci\u00f3n, el <\/span>NANOVEA <\/span>El probador mec\u00e1nico, en modo nanoindentaci\u00f3n, se utiliza para estudiar la dureza, el m\u00f3dulo el\u00e1stico y la fluencia de una muestra de hidrogel.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA PB1000\u00a0<\/span>Comprobador mec\u00e1nico<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tSOLICITAR PRESUPUESTO<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"nanoindentador\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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CONDICIONES DE ENSAYO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Se analiz\u00f3 una muestra de hidrogel colocada sobre un portaobjetos de vidrio mediante la t\u00e9cnica de nanoindentaci\u00f3n utilizando un <\/span>NANOVEA <\/span>Probador mec\u00e1nico. Para este material blando se utiliz\u00f3 una punta esf\u00e9rica de 3 mm de di\u00e1metro. La carga aument\u00f3 linealmente de 0,06 a 10 mN durante el periodo de carga. A continuaci\u00f3n, se midi\u00f3 la fluencia mediante el cambio de la profundidad de la indentaci\u00f3n a la carga m\u00e1xima de 10 mN durante 70 segundos.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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VELOCIDAD DE APROXIMACI\u00d3N: <\/span>100 \u03bcm\/min<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tCARGA DE CONTACTO\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t0,06 mN\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tCARGA M\u00c1XIMA\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t10 mN\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tVELOCIDAD DE CARGA\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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20 mN\/min<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tCREEP\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t70 s\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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RESULTADOS Y DEBATE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La evoluci\u00f3n de la carga y la profundidad en funci\u00f3n del tiempo se muestra en <\/span>FIGURA 1<\/span>. Se puede observar que en el gr\u00e1fico de la <\/span>Profundidad frente a tiempo<\/span>, es muy dif\u00edcil determinar el punto de cambio de pendiente al inicio del periodo de carga, que suele servir como indicaci\u00f3n del momento en que el penetrador comienza a entrar en contacto con el material blando. Sin embargo, el gr\u00e1fico de la <\/span>Carga frente a tiempo <\/span>muestra el comportamiento peculiar del hidrogel bajo una carga aplicada. Cuando el hidrogel comienza a entrar en contacto con el penetrador de bola, el hidrogel tira del penetrador debido a su tensi\u00f3n superficial, que tiende a disminuir el \u00e1rea superficial. Este comportamiento da lugar a una carga medida negativa al comienzo de la etapa de carga. La carga aumenta progresivamente a medida que el penetrador se hunde en el hidrogel, y luego se controla para que se mantenga constante a la carga m\u00e1xima de 10 mN durante 70 segundos para estudiar el comportamiento de fluencia del hidrogel.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"nanoindentaci\u00f3n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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FIGURA 1: <\/span>Evoluci\u00f3n de la carga y la profundidad en funci\u00f3n del tiempo.<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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La trama de la <\/span>Profundidad de fluencia frente al tiempo <\/span>se muestra en <\/span>FIGURA 2<\/span>, y el <\/span>Carga frente a desplazamiento <\/span>El gr\u00e1fico de la prueba de nanoindentaci\u00f3n se muestra en <\/span>FIGURA 3<\/span>. El hidrogel utilizado en este estudio tiene una dureza de 16,9 kPa y un m\u00f3dulo de Young de 160,2 kPa, calculados a partir de la curva de desplazamiento de carga utilizando el m\u00e9todo Oliver-Pharr.<\/span><\/p>

La fluencia es un factor importante para el estudio de las propiedades mec\u00e1nicas de un hidrogel. El control de retroalimentaci\u00f3n de bucle cerrado entre el piezoel\u00e9ctrico y la c\u00e9lula de carga ultrasensible garantiza una carga constante real durante el tiempo de fluencia a la carga m\u00e1xima. Como se muestra en <\/span>FIGURA 2<\/span>, El hidrogel se hunde ~42 \u03bcm como resultado de la fluencia en 70 segundos bajo la carga m\u00e1xima de 10 mN aplicada por la punta de bola de 3 mm.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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FIGURA 2: <\/span>Desplazamiento lento con una carga m\u00e1xima de 10 mN durante 70 segundos.<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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FIGURA 3: <\/span>Gr\u00e1fico de carga frente a desplazamiento del hidrogel.<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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CONCLUSI\u00d3N<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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En este estudio, demostramos que el <\/span>NANOVEA <\/span>El probador mec\u00e1nico, en modo nanoindentaci\u00f3n, proporciona una medici\u00f3n precisa y repetible de las propiedades mec\u00e1nicas de un hidrogel, incluyendo la dureza, el m\u00f3dulo de Young y la fluencia. La punta de bola grande de 3 mm garantiza un contacto adecuado con la superficie del hidrogel. La plataforma motorizada de alta precisi\u00f3n permite posicionar con precisi\u00f3n la cara plana de la muestra de hidrogel bajo la punta de bola. El hidrogel de este estudio presenta una dureza de 16,9 KPa y un m\u00f3dulo de Young de 160,2 KPa. La profundidad de fluencia es de ~42 \u03bcm bajo una carga de 10 mN durante 70 segundos.<\/span><\/p>

NANOVEA <\/span>Los probadores mec\u00e1nicos ofrecen m\u00f3dulos nano y micro multifuncionales sin igual en una sola plataforma. Ambos m\u00f3dulos incluyen un probador de rayaduras, un probador de dureza y un modo de probador de desgaste, lo que ofrece la gama de pruebas m\u00e1s amplia y f\u00e1cil de usar disponible en un solo dispositivo.
sistema.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\u00bfTiene una aplicaci\u00f3n similar?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tHABLE AHORA CON UN EXPERTO<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tOBTENGA PRECIOS Y DETALLES R\u00c1PIDAMENTE<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

MECHANICAL PROPERTIES OF HYDROGEL USING NANOINDENTATION Prepared by DUANJIE LI, PhD & JORGE RAMIREZ INTRODUCTION Hydrogel is known for its super absorbency of water allowing for a close resemblance in flexibility as natural tissues. This resemblance has made hydrogel a common choice not only in biomaterials, but also in electronics, environment and consumer good applications […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":15563,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,342,338,349,337],"tags":[],"class_list":["post-15550","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-indentation-creep-relaxation","category-indentation-hardness-elastic","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15550"}],"version-history":[{"count":62,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24585,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550\/revisions\/24585"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15563"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15550"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=15550"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=15550"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}