هیدروژل ها در دسته مواد نرم قرار می گیرند که توانایی تغییر فرم زیاد در واکنش به نیروهای کم را دارند. در فاز اول این پژوهش، کارایی انواع مختلف میکروشیرهای ساخته شده بر اساس میکرو-لوله هیدروژلی حساس به pH روکش شده بر روی میله صلب با استفاده از آنالیز تعامل جامد و سیال (FSI) موردمطالعه قرار گرفت. برای این منظور، یک حل تحلیلی برای تورم همگن میکرو-لوله مقید معرفی گردید که برای صحت سنجی حل عددی مورداستفاده قرار گرفت. سپس یک میکروشیر شامل یک میکرو-لوله هیدروژلی در فشار سیال ورودی و pH مختلف موردبررسی قرار گرفت. سپس، الگوهای مختلف برای شناسایی تأثیر الگوها بر روی رفتار میکروشیرها معرفی گردید. فشار نشتی شیرها برای هر یک از الگوها موردبررسی قرار گرفت. آنالیز FSI برای طراحی دقیق دستگاه های میکرو سیالاتی پیشنهاد می گردد. اخیراً دولایه های هیدروژلی به طور گسترده ای در ساخت حسگر و عملگرهای نرم مورداستفاده قرار می گیرند. در فاز دوم پژوهش، یک مدل تحلیلی برای حل خمیدگی ناشی از تورم یک لایه هیدروژلی حساس به pH چسبیده به یک لایه الاستومری موردبررسی قرار گرفت. تانسور گرادیان تغییرشکل، بدون در نظر گرفتن حالت میانی، برای نگاشت حالت اولیه به حالت نهایی تعریف شد. یک تابع نمایی با چهار ثابت برای تعریف تغییرشکل لایه هیدروژلی پیشنهاد گردید. روش معرفی شده منجر به شش معادله با شش مجهول می شود که به وسیله روش های عددی قابل حل است. به عنوان مطالعه موردی، این روش برای حل خمیدگی ناشی از تورم دولایه های با پارامترهای مختلف مورداستفاده قرار گرفت. نتایج حل تحلیلی تطابق خوبی با نتایج المان محدود دارد که نشان از دقیق بودن روش ارائه شده است.
