Vad är magnetorologisk vätska?
En magnetoreologisk vätska är en fascinerande smart vätska med förmågan att växla fram och tillbaka från en vätska till ett nästan fast material under påverkan av ett magnetfält. Det används vanligtvis för applikationer vid bromsning. Termen "magnetorologisk vätska" kommer från en kombination av magneto, som betyder magnet, och reo, prefixet för studien av deformation av materia under applicerad spänning. Magnetorologiska vätskor används för närvarande inte i stort men anses vara en futuristisk typ av material.
Metoden för användning av en magnetorheologisk vätska är enkel. En magnetorologisk vätska består av järnpartiklar av mikrometerstorlek, partiklar som järn som svarar på ett magnetfält, suspenderat i ett oljebaserat medium. När de befinner sig utanför påverkan av ett magnetfält, flyter partiklarna fritt, vilket får materialet att bete sig som alla kolloidala blandningar, till exempel mjölk. När ett magnetfält slås på, justerar emellertid ferropartiklarna i vertikala kedjor längs fältets flödeslinjer, vilket begränsar vätskeflödet och ökar viskositeten upp till runt den hos en svag plast.
Eftersom styrkan hos den magnetorologiska vätskan kommer från inriktade ferropartiklar som endast utgör en minoritet av den totala blandningen, finns det definitiva gränser för hur stark den kan vara, men den betydande skillnaden mellan lägena "av" och "på" gör det tilltalande för användning i en mängd tillämpningar där konventionella bromsar är ineffektiva. Typiskt hålls den magnetorologiska vätskan mellan två små plattor, bara några millimeter från varandra, vilket maximerar blandningens bromsegenskaper. Systemet måste vara anordnat så att magnetflödeslinjerna är vinkelräta mot rörelseriktningen som ska stoppas.
För cirkulär rörelse, en av de bästa målapplikationerna, föreställ dig en rotor med ekrar som snurrar fritt i en magnetorheologisk vätska. När rotorn måste stoppas, producerar en serie små magneter magnetiska flödeslinjer som strålar bort från mittrotorn, vilket skapar ferropartikelkedjor i de mediumliknande strålarna som pekar bort från solen. Dessa strålar fångas på ekrarna och drar dem radikalt ner. Även om ekrarna bryter igenom de inriktade partiklarna, får det ihållande magnetfältet dem att justera snabbt, redo att fånga nästa inkommande tal. Detta arrangemang ger en kraftfull vridbroms.
Forskningsgrupper undersöker andra möjliga applikationer för magnetorologisk vätska, såsom kroppsrustningar som är flexibla men snabbt blir styva vid kontakt med en inkommande kula.