{"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":"proprietes-mecaniques-des-hydrogels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/proprietes-mecaniques-des-hydrogels\/","title":{"rendered":"Propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques de l'hydrogel"},"content":{"rendered":"
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PROPRI\u00c9T\u00c9S M\u00c9CANIQUES DE L'HYDROGEL<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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EN UTILISANT LA NANOINDENTATION<\/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\"PROPRI\u00c9T\u00c9S\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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Pr\u00e9par\u00e9 par<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DUANJIE LI, PhD & JORGE RAMIREZ<\/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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INTRODUCTION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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L'hydrogel est connu pour sa grande capacit\u00e9 d'absorption de l'eau, ce qui lui conf\u00e8re une flexibilit\u00e9 tr\u00e8s proche de celle des tissus naturels. Cette ressemblance a fait de l'hydrogel un choix courant non seulement dans les biomat\u00e9riaux, mais aussi dans l'\u00e9lectronique, l'environnement et les applications de biens de consommation tels que les lentilles de contact. Chaque application unique requiert des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques sp\u00e9cifiques de l'hydrogel.<\/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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IMPORTANCE DE LA NANOINDENTATION POUR LES HYDROGELS<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Les hydrogels cr\u00e9ent des d\u00e9fis uniques pour la nanoindentation, tels que la s\u00e9lection des param\u00e8tres d'essai et la pr\u00e9paration des \u00e9chantillons. De nombreux syst\u00e8mes de nanoindentation pr\u00e9sentent des limitations importantes car ils n'ont pas \u00e9t\u00e9 con\u00e7us \u00e0 l'origine pour les tests de nanodentation. <\/span>ces mat\u00e9riaux mous. Certains des syst\u00e8mes de nanoindentation utilisent un ensemble bobine\/aimant pour appliquer une force sur l'\u00e9chantillon. Il n'y a pas de mesure r\u00e9elle de la force, ce qui entra\u00eene une charge impr\u00e9cise et non lin\u00e9aire lors de l'essai de mat\u00e9riaux mous. <\/span>mat\u00e9riaux. D\u00e9terminer le point de contact est extr\u00eamement difficile car les <\/span>La profondeur est le seul param\u00e8tre r\u00e9ellement mesur\u00e9. Il est presque impossible d'observer le changement de la pente dans les <\/span>Profondeur en fonction du temps <\/span>pendant le <\/span>p\u00e9riode pendant laquelle la pointe du p\u00e9n\u00e9trateur s'approche du mat\u00e9riau hydrogel.<\/span><\/p>\n

Afin de surmonter les limites de ces syst\u00e8mes, le nanomodule du <\/span>NANOVEA <\/span>Testeur M\u00e9chanique<\/a> mesure le retour de force avec une cellule de pes\u00e9e individuelle pour garantir une grande pr\u00e9cision sur tous les types de mat\u00e9riaux, mous ou durs. Le d\u00e9placement command\u00e9 par pi\u00e9zo est extr\u00eamement pr\u00e9cis et rapide. Cela permet une mesure in\u00e9gal\u00e9e des propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques en \u00e9liminant de nombreuses hypoth\u00e8ses th\u00e9oriques que doivent prendre en compte les syst\u00e8mes avec un ensemble bobine\/aimant et sans retour de force.<\/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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OBJECTIF DE MESURE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dans cette application, le <\/span>NANOVEA <\/span>Le testeur m\u00e9canique, en mode nanoindentation, est utilis\u00e9 pour \u00e9tudier la duret\u00e9, le module \u00e9lastique et le fluage d'un \u00e9chantillon d'hydrogel.<\/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>Testeur M\u00e9chanique<\/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\tOBTENIR UN DEVIS<\/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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CONDITIONS DE TEST<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Un \u00e9chantillon d'hydrogel plac\u00e9 sur une lamelle de verre a \u00e9t\u00e9 test\u00e9 par la technique de nanoindentation \u00e0 l'aide d'une <\/span>NANOVEA <\/span>Testeur m\u00e9canique. Pour ce mat\u00e9riau mou, une pointe sph\u00e9rique de 3 mm de diam\u00e8tre a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e. La charge a augment\u00e9 lin\u00e9airement de 0,06 \u00e0 10 mN pendant la p\u00e9riode de chargement. Le fluage a ensuite \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9 par le changement de la profondeur d'indentation \u00e0 la charge maximale de 10 mN pendant 70 secondes.<\/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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LA VITESSE D'APPROCHE : <\/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\tCHARGE DE CONTACT\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\tCHARGE MAXI\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\tTAUX DE CHARGEMENT\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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R\u00c9SULTATS ET DISCUSSION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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L'\u00e9volution de la charge et de la profondeur en fonction du temps est pr\u00e9sent\u00e9e dans le tableau suivant <\/span>FUGURE 1<\/span>. On peut observer que sur le trac\u00e9 du <\/span>Profondeur en fonction du temps<\/span>En effet, il est tr\u00e8s difficile de d\u00e9terminer le point de changement de pente au d\u00e9but de la p\u00e9riode de chargement, qui indique g\u00e9n\u00e9ralement le moment o\u00f9 le p\u00e9n\u00e9trateur commence \u00e0 entrer en contact avec le mat\u00e9riau mou. Cependant, le trac\u00e9 de la <\/span>Charge en fonction du temps <\/span>montre le comportement particulier de l'hydrogel sous une charge appliqu\u00e9e. Lorsque l'hydrogel commence \u00e0 entrer en contact avec le p\u00e9n\u00e9trateur \u00e0 bille, l'hydrogel tire le p\u00e9n\u00e9trateur \u00e0 bille en raison de sa tension de surface, ce qui tend \u00e0 diminuer la surface. Ce comportement conduit \u00e0 la charge n\u00e9gative mesur\u00e9e au d\u00e9but de l'\u00e9tape de chargement. La charge augmente progressivement \u00e0 mesure que le p\u00e9n\u00e9trateur s'enfonce dans l'hydrogel, et elle est ensuite contr\u00f4l\u00e9e pour \u00eatre constante \u00e0 la charge maximale de 10 mN pendant 70 secondes afin d'\u00e9tudier le comportement de fluage de l'hydrogel.<\/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\"caract\u00e9risation\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
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FIGURE 1: <\/span>\u00c9volution de la charge et de la profondeur en fonction du temps.<\/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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Le trac\u00e9 de la <\/span>Profondeur de fluage en fonction du temps <\/span>est pr\u00e9sent\u00e9 dans <\/span>FIGURE 2<\/span>et le <\/span>Charge en fonction du d\u00e9placement <\/span>de l'essai de nanoindentation est illustr\u00e9 dans le tableau ci-dessous. <\/span>FIGURE 3<\/span>. L'hydrogel utilis\u00e9 dans cette \u00e9tude poss\u00e8de une duret\u00e9 de 16,9 KPa et un module de Young de 160,2 KPa, calcul\u00e9s \u00e0 partir de la courbe de d\u00e9placement de la charge selon la m\u00e9thode Oliver-Pharr.<\/span><\/p>

Le fluage est un facteur important pour l'\u00e9tude des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques d'un hydrogel. Le contr\u00f4le par r\u00e9troaction en boucle ferm\u00e9e entre le pi\u00e9zo et la cellule de charge ultrasensible assure une charge constante r\u00e9elle pendant le temps de fluage \u00e0 la charge maximale. Comme le montre <\/span>FIGURE 2<\/span>, l'hydrogel s'affaisse de ~42 \u03bcm en raison du fluage en 70 secondes sous la charge maximale de 10 mN appliqu\u00e9e par la pointe de la bille 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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FIGURE 2 : <\/span>Fluage \u00e0 une charge maximale de 10 mN pendant 70 secondes.<\/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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FIGURE 3 : <\/span>Trac\u00e9 de la charge en fonction du d\u00e9placement de l'hydrogel.<\/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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CONCLUSION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dans cette \u00e9tude, nous avons montr\u00e9 que les <\/span>NANOVEA <\/span>Le testeur m\u00e9canique, en mode nanoindentation, fournit une mesure pr\u00e9cise et r\u00e9p\u00e9table des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques d'un hydrogel, notamment la duret\u00e9, le module de Young et le fluage. La grande pointe de la bille de 3 mm assure un bon contact avec la surface de l'hydrogel. La platine motoris\u00e9e de haute pr\u00e9cision permet de positionner avec pr\u00e9cision la face plate de l'\u00e9chantillon d'hydrogel sous la pointe de la bille. L'hydrogel utilis\u00e9 dans cette \u00e9tude pr\u00e9sente une duret\u00e9 de 16,9 KPa et un module de Young de 160,2 KPa. La profondeur de fluage est de ~42 \u03bcm sous une charge de 10 mN pendant 70 secondes.<\/span><\/p>

NANOVEA <\/span>Les testeurs m\u00e9caniques offrent des modules multifonctionnels in\u00e9gal\u00e9s, Nano et Micro, sur une seule plate-forme. Les deux modules comprennent un testeur de rayures, un testeur de duret\u00e9 et un testeur d'usure, offrant ainsi la gamme de tests la plus large et la plus conviviale disponible sur une seule plate-forme.
syst\u00e8me.<\/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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PROPRIETES MECANIQUES DE L'HYDROGEL A L'AIDE DE LA NANOINDENTATION Pr\u00e9par\u00e9 par DUANJIE LI, PhD & JORGE RAMIREZ INTRODUCTION L'hydrogel est connu pour sa grande capacit\u00e9 d'absorption de l'eau, ce qui lui conf\u00e8re une flexibilit\u00e9 proche de celle des tissus naturels. Cette ressemblance a fait de l'hydrogel un choix commun non seulement dans les biomat\u00e9riaux, mais aussi dans les applications \u00e9lectroniques, environnementales et de biens de consommation [...].<\/p>","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\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15550"}],"version-history":[{"count":62,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24585,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/15550\/revisions\/24585"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15563"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15550"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=15550"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=15550"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}