ИСТИНА

Магнитоактивные эластомеры (МАЭ) – это полимерные композитные материалы, состоящие из мягкой полимерной матрицы и вшитых в неё ферромагнитных частиц нано- или микро-размеров. Благодаря наличию ферромагнитного наполнителя и низкому модулю упругости матрицы, МАЭ способны изменять свои механические и магнитные свойства в широких пределах при приложении магнитного поля необходимой величины и конфигурации. В МАЭ проявляется большое число комплексных физических эффектов, таких как магнитореологический эффект, магнитострикция, магнитный эффект Пэйна, эффект памяти формы, магнитный и механический гистерезисы и др. Данная работа направлена на изучение влияния магнитного поля, создаваемого системой постоянных магнитов с различной геометрией, на образец МАЭ с целью расчёта параметров магнитного и магнитомеханического взаимодействия образца с внешним полем. Практическое применение данной работы заключается в разработке магнитных пломб на основе МАЭ, которые предполагается использовать при хирургическом лечении тяжёлых случаев отслоения сетчатки глаза. Для моделирования системы МАЭ-источники магнитного поля используется метод конечных элементов. Производится рассмотрение различных геометрических конфигураций системы, включая случай криволинейной геометрии, соответствующей строению человеческого глаза. Производится расчёт магнитных полей и магнитных свойств как источников поля, так и образца магнитоактивного материала. На основе этих данных моделируется механический отклик МАЭ на различные магнитные поля. При моделировании учитывается неоднородность намагниченности в подсистеме источников поля, явление размагничивания, связанное с формфакторами объектов системы, и зависимость характеристик МАЭ от приложенного поля [1]. В работе получены зависимости параметров взаимодействия (сил и давления) МАЭ с магнитным полем источников от геометрической и магнитной конфигураций системы, в том числе проведена оценка возможных ошибок, возникающих при отклонении геометрической конфигурации от заданной, и рассчитаны полевые градиенты и тангенциальные силы в случае смещения образца вдоль поверхности заданной кривизны. Получены распределения механических напряжений и деформаций, возникающих в МАЭ под действием выбранного магнитного поля. Для оценки корректности моделирования проведено сравнение с реальным экспериментом по взаимодействию образцов МАЭ с различной концентрацией наполнителя и систем постоянных магнитов (NdFeB). Полученные результаты позволяют говорить об эффективном использовании МАЭ в глазной хирургии. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16-15-00208). 1. L.A. Makarova, T.A. Nadzharyan, Yu.A. Alekhina, G.V. Stepanov, E.G. Kazimirova, N.S. Perov, E.Yu. Kramarenko, Magnetoactive elastomer as an element of a magnetic retina fixator, Smart Mater. Struct., 26, 9 (2017).