شبیه سازی تورم ناهمگن میکروشیر با هیدروژل حساس به ph

در این مقاله، با استفاده از تابع انرژی هایپرالاستیک، به بررسی اثرگذاری تغییر ph بر روی عملکرد یک میکروشیر حساس به ph پرداخته می شود. نتایج بدست آمده در نموداری بر حسب فشار-فاصله بی بعد شده ارائه خواهد شد. براساس این نمودار، فشار دارای یک روند افزایشی از مقدار 00017/0 به 00022/0 به دلیل افزایش ph از 6 به 9 است، زیرا با افزایش ph، کمبود یون هیدروژن موجود باعث تجزیه گروه های اسیدی شده و در نهایت تورم افزایش می یابد. افزایش تورم تحت اثر تغییرات ph، منجر به افزایش فشار در میکروشیر خواهد شد. برای شبیه سازی از روش اجزای محدود به همراه نرم‌افزار آباکوس و سابروتین umat استفاده می‌‌شود.

simulation of inhomogeneous swelling in a ph-sensitive hydrogel-based micro-valve

in this research, the impact of ph on the performance of a ph-sensitive micro-valve is investigated using inhomogeneous gel deformation theory. the hyperelastic energy function is considered in the analysis, and abaqus software and umat subroutine is utilized for simulation. the obtained results are presented in a dimensionless pressure-distance diagram. the diagram illustrates an increasing trend in pressure from 0.00017 to 0.00022 as ph rises from 6 to 9. this increase is attributed to a reduction in available hydrogen ions, leading to the decomposition of acidic groups and subsequent swelling. the elevated swelling, induced by ph variation, contributes to an increased pressure within the micro-valve.