Wat is magnetorheologische vloeistof?
Een magnetorheologische vloeistof is een fascinerende slimme vloeistof met de mogelijkheid om onder invloed van een magnetisch veld heen en weer te schakelen van een vloeistof naar een bijna-vaste stof. Het wordt meestal gebruikt voor toepassingen bij het remmen. De term "magnetorheologische vloeistof" komt van een combinatie van magneto, wat betekent magnetisch en rheo, het voorvoegsel voor de studie van vervorming van materie onder toegepaste stress. Magnetorheologische vloeistoffen worden momenteel niet veel gebruikt, maar worden beschouwd als een futuristisch soort materiaal.
De bedieningsmethode van een magnetorheologische vloeistof is eenvoudig. Een magnetorheologische vloeistof bestaat uit ferrodeeltjes ter grootte van een micrometer, deeltjes zoals ijzer die reageren op een magnetisch veld, gesuspendeerd in een op olie gebaseerd medium. Wanneer ze buiten de invloed van een magnetisch veld zijn, zweven de deeltjes vrij, waardoor het materiaal zich gedraagt als elk colloïdaal mengsel, zoals melk. Wanneer een magnetisch veld wordt ingeschakeld, richten de ferrodeeltjes zich echter in verticale ketens langs de fluxlijnen van het veld, waardoor de vloeistofstroom wordt beperkt en de viscositeit wordt verhoogd tot rond die van een zwak plastic.
Omdat de sterkte van de magnetorheologische vloeistof afkomstig is van uitgelijnde ferrodeeltjes die slechts een minderheid van het totale mengsel vormen, zijn er duidelijke grenzen aan hoe sterk het kan zijn, maar het significante verschil tussen de "uit" en "aan" modi maakt het aantrekkelijk voor gebruik in verschillende toepassingen waar conventionele remmen niet effectief zijn. Typisch wordt de magnetorheologische vloeistof tussen twee kleine platen gehouden, slechts een paar millimeter uit elkaar, wat de remeigenschappen van het mengsel maximaliseert. Het systeem moet zo worden opgesteld dat de magnetische fluxlijnen loodrecht staan op de te stoppen bewegingsrichting.
Voor cirkelbeweging, een van de beste doeltoepassingen, stel je een rotor voor met spaken die vrij ronddraaien in een magnetorheologische vloeistof. Wanneer de rotor moet worden gestopt, produceert een reeks kleine magneten magnetische fluxlijnen die wegstralen van de middelste rotor, waardoor ferrodeeltjeskettingen in het medium ontstaan als stralen die van de zon af wijzen. Deze stralen vangen de spaken en vertragen ze radicaal. Zelfs als de spaken door de uitgelijnde deeltjes breken, zorgt het aanhoudende magnetische veld ervoor dat ze snel opnieuw worden uitgelijnd, klaar om de volgende inkomende spaak te vangen. Deze opstelling biedt een krachtige roterende rem.
Onderzoeksgroepen onderzoeken andere mogelijke toepassingen voor magnetorheologische vloeistof, zoals kogelvrije vesten, die snel stijf worden bij contact met een binnenkomende kogel.