Mikä on magnetorologinen neste?

Magnetoreologinen neste on kiehtova älykäs neste, jolla on mahdollisuus vaihtaa edestakaisin nesteestä lähes kiinteäksi magneettikentän vaikutuksesta. Sitä käytetään yleensä jarrutussovelluksiin. Termi “magnetoreologinen neste” tulee yhdistelmästä magneto, joka tarkoittaa magneettista, ja reo, etuliite aineen muodonmuutoksen tutkimiseksi rasituksessa. Magnetoreologisia nesteitä ei tällä hetkellä käytetä laajasti, mutta niitä pidetään futuristisena materiaalina.

Magnetoreologisen nesteen toimintatapa on yksinkertainen. Magnetoreologinen neste koostuu mikrometrin kokoisista rakehiukkasista, hiukkasista, kuten raudasta, jotka reagoivat magneettikenttään ja jotka on suspendoitu öljypohjaiseen väliaineeseen. Magneettikentän vaikutuksen ulkopuolella hiukkaset kelluvat vapaasti aiheuttaen materiaalin käyttäytymisen kuten mikä tahansa kolloidinen seos, kuten maito. Kun magneettikenttä kytketään päälle, rakehiukkaset suuntautuvat pystysuoraan ketjuun kentän virtauslinjoja pitkin, mikä rajoittaa nesteen virtausta ja lisää viskositeettia heikon muovin ympärille.

Koska magnetoreologisen nesteen vahvuus tulee kohdistetuista rakehiukkasista, jotka muodostavat vain pienen osan koko seoksesta, sen voimakkuudella voi olla selvät rajat, mutta merkittävä ero “pois” ja “päällä” -tilojen välillä tekee siitä houkuttelevan käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa, joissa perinteiset jarrut ovat tehottomia. Tyypillisesti magnetoreologinen neste pidetään kahden pienen levyn välissä, vain muutaman millimetrin päässä toisistaan, mikä maksimoi seoksen jarrutusominaisuudet. Järjestelmä on järjestettävä siten, että magneettivuon linjat ovat kohtisuorassa pysäytettävään liikesuuntaan nähden.

Pyöreää liikettä varten, joka on yksi parhaista kohteista, kuvittele roottori, jonka pinnat pyörivät vapaasti magnetoreologisessa nesteessä. Kun roottori on pysäytettävä, sarja pieniä magneetteja tuottaa magneettivuon viivoja, jotka säteilevät pois keskiroottorista ja muodostavat väliaineeseen ferropartikkeliketjuja, kuten säteet, jotka osoittavat poispäin auringosta. Nämä säteet tarttuvat pinnoihin ja hidastavat niitä radikaalisti. Vaikka pinnat murtautuvat kohdakkain olevien hiukkasten läpi, jatkuva magneettikenttä saa ne nopeasti kohdistumaan uudelleen valmiina tarttumaan seuraavaan saapuvaan puolaan. Tämä järjestely tarjoaa tehokkaan pyöriväjarrun.

Tutkimusryhmät tutkivat muita mahdollisia sovelluksia magnetoreologiselle nesteelle, kuten haarniskat, jotka ovat joustavia, mutta muuttuvat nopeasti jäykiksi, kun ne joutuvat kosketuksiin tulevan luodin kanssa.