蚊子口针的力学性能

摘要

采用原子力显微镜纳米压痕技术对蚊子口针的弹性模量和微观硬度进行了测试,发现其下颚平均硬度和平均弹性模量分别为0.26GPa 和2.75GPa,而其上唇的平均硬度和平均弹性模量则分别是0.66GPa 和5.51GPa .重要的是测试数据表明蚊子口针的弹性模量和硬度表现出明显的梯度性,即尖端弹性模量和硬度要明显偏高.随后采用Abaqus 对蚊子口针的失稳破坏进行了模拟,发现尖端局部屈曲是其主要失稳破坏形式,尖端局部材料的弹性模量因此对口针的失稳临界载荷有显著影响,蚊子口针材料在力学性能上所表现出来的梯度性恰恰有利于提高其尖端的抗屈曲能力,上述发现有望对人造微针的设计提供帮助.