脑物质扭转中的坡印廷效应

我们通过实验与理论建模研究了脑物质在扭转下的力学行为。利用应变控制流变仪，我们对新鲜猪脑样本进行扭转测试。我们量化了以恒定扭转速率扭转圆柱样本所需的扭矩与法向力。数据拟合给出剪切模量 {\mu} = 900 $\pm$ 312 Pa 与第二个 Mooney-Rivlin 参数 $c_2$ = 297 $\pm$ 189 Pa 的均值，表明其极度柔软。我们的结果显示脑始终呈现正的坡印廷效应；换言之，其在垂直于扭转平面的方向上膨胀。我们通过有限元模拟验证实验，并表明当人头在水平面内经历扭转运动时，脑可在轴向经历较大力。