Co to jest płyn magnetoreologiczny?

Płyn magnetoreologiczny jest fascynującym inteligentnym płynem z możliwością przełączania się z cieczy na prawie stałą pod wpływem pola magnetycznego. Zwykle jest stosowany do zastosowań w hamowaniu. Termin „płyn magnetoreologiczny” pochodzi od kombinacji magneto, czyli magnetycznego i reo, przedrostka do badania deformacji materii pod działającym naprężeniem. Płyny magnetoreologiczne nie są obecnie szeroko stosowane, ale są uważane za futurystyczny rodzaj materiału.

Metoda działania płynu magnetoreologicznego jest prosta. Płyn magnetoreologiczny składa się z cząstek stałych wielkości mikrometra, takich jak żelazo, które reagują na pole magnetyczne, zawieszone w ośrodku na bazie oleju. Cząsteczki znajdujące się poza wpływem pola magnetycznego unoszą się swobodnie, powodując, że materiał zachowuje się jak każda mieszanka koloidalna, taka jak mleko. Jednak gdy pole magnetyczne jest włączone, cząsteczki żelaza ustawiają się w pionowych łańcuchach wzdłuż linii strumienia pola, ograniczając przepływ płynu i zwiększając lepkość do około lepkości słabego plastiku.

Ponieważ siła płynu magnetoreologicznego pochodzi od wyrównanych ferocząstek, które stanowią jedynie niewielką część ogólnej mieszaniny, istnieją określone granice jego siły, ale znacząca różnica między trybami „wyłączony” i „włączony” sprawia, że ​​jest to atrakcyjne do stosowania w różnych zastosowaniach, w których konwencjonalne hamulce są nieskuteczne. Zazwyczaj płyn magnetoreologiczny jest utrzymywany między dwiema małymi płytkami, w odległości zaledwie kilku milimetrów, co maksymalizuje właściwości hamujące mieszaniny. System musi być tak ustawiony, aby linie strumienia magnetycznego były prostopadłe do kierunku ruchu, który ma zostać zatrzymany.

Dla ruchu kołowego, jednego z najlepszych zastosowań docelowych, wyobraź sobie wirnik ze szprychami obracającymi się swobodnie w płynie magnetoreologicznym. Kiedy wirnik musi zostać zatrzymany, seria małych magnesów wytwarza linie strumienia magnetycznego, które promieniują od wirnika środkowego, tworząc łańcuchy cząstek w medium, jak promienie skierowane od Słońca. Promienie te chwytają szprychy, radykalnie je spowalniając. Nawet jeśli szprychy przebijają się przez ustawione w linii cząsteczki, trwałe pole magnetyczne powoduje, że szybko się wyrównują, gotowe do przechwycenia następnej przychodzącej szprychy. Taki układ zapewnia silny hamulec obrotowy.

Grupy badawcze badają inne możliwe zastosowania płynu magnetoreologicznego, takie jak pancerze, które są elastyczne, ale szybko stają się sztywne po zetknięciu z nadlatującą kulą.