Što je magnetoreološka tekućina?

Magnetorheološka tekućina je fascinantna pametna tekućina sa sposobnošću prelaska iz tekućeg u gotovo kruto pod utjecajem magnetskog polja. Obično se koristi za primjene kod kočenja. Pojam “magnetorheološka tekućina” dolazi od kombinacije magneto, što znači magnetski, i rheo, prefiksa za proučavanje deformacije tvari pod primijenjenim naprezanjem. Magnetorheološke tekućine trenutno nisu u širokoj upotrebi, ali se smatraju futurističkom vrstom materijala.

Način rada magnetoreološke tekućine je jednostavan. Magnetorheološka tekućina sastoji se od feročestica mikrometarske veličine, čestica poput željeza koje reagiraju na magnetsko polje, suspendiranih u mediju na bazi ulja. Kada su izvan utjecaja magnetskog polja, čestice slobodno lebde, uzrokujući da se materijal ponaša kao bilo koja koloidna smjesa, kao što je mlijeko. Međutim, kada je magnetsko polje uključeno, feročestice se poravnavaju u vertikalnim lancima duž linija toka polja, ograničavajući protok tekućine i povećavajući viskozitet otprilike do viskoznosti slabe plastike.

Budući da snaga magnetoheološke tekućine dolazi od usklađenih feročestica koje čine samo manjinu ukupne smjese, postoje određena ograničenja koliko jaka može biti, ali značajna razlika između načina rada “isključeno” i “on” čini ga privlačnim za korištenje u raznim primjenama gdje su konvencionalne kočnice neučinkovite. Obično se magnetorheološka tekućina drži između dvije male ploče, udaljene samo nekoliko milimetara, što maksimizira svojstva kočenja smjese. Sustav mora biti raspoređen tako da su linije magnetskog toka okomite na smjer kretanja koji se zaustavlja.

Za kružno kretanje, jednu od najboljih ciljanih aplikacija, zamislite rotor s žbicama koje se slobodno vrte u magnetoreološkoj tekućini. Kada se rotor mora zaustaviti, niz malih magneta proizvodi linije magnetskog toka koje zrače dalje od središnjeg rotora, stvarajući lance feročestica u mediju poput zraka usmjerenih daleko od sunca. Ove zrake hvataju žbice, radikalno ih usporavajući. Čak i ako se žbice probiju kroz poravnate čestice, postojano magnetsko polje dovodi do njihovog brzog ponovnog poravnanja, spremnih da uhvate sljedeći dolazni krak. Ovaj raspored osigurava snažnu rotirajuću kočnicu.

Istraživačke skupine istražuju druge moguće primjene magnetoheološke tekućine, kao što su oklopi koji su fleksibilni, ali brzo postaju kruti nakon dodira s nadolazećim metkom.