En magnetoreologisk vätska är en fascinerande smart vätska med förmågan att växla fram och tillbaka från en vätska till en nästan fast substans under påverkan av ett magnetfält. Det används vanligtvis för applikationer vid bromsning. Termen ”magnetoreologisk vätska” kommer från en kombination av magneto, som betyder magnetisk, och rheo, prefixet för studiet av deformation av materia under applicerad stress. Magnetorheologiska vätskor är för närvarande inte i stor användning men anses vara en futuristisk typ av material.
Arbetssättet för en magnetoreologisk vätska är enkel. En magnetoreologisk vätska består av mikrometerstora ferropartiklar, partiklar som järn som reagerar på ett magnetfält, suspenderade i ett oljebaserat medium. När de är utanför påverkan av ett magnetfält flyter partiklarna fritt, vilket gör att materialet beter sig som vilken kolloidal blandning som helst, som mjölk. När ett magnetiskt fält slås på, men ferropartiklarna inriktar sig i vertikala kedjor längs fältets flödeslinjer, vilket begränsar vätskeflödet och ökar viskositeten upp till runt den för en svag plast.
Eftersom styrkan hos den magnetoreologiska vätskan kommer från inriktade ferropartiklar som bara utgör en minoritet av den totala blandningen, finns det bestämda gränser för hur stark den kan vara, men den betydande skillnaden mellan lägena ”av” och ”på” gör det tilltalande för användning i en mängd olika applikationer där konventionella bromsar är ineffektiva. Vanligtvis hålls den magnetoreologiska vätskan mellan två små plattor, bara några millimeter från varandra, vilket maximerar blandningens bromsegenskaper. Systemet måste vara så anordnat att de magnetiska flödeslinjerna är vinkelräta mot den rörelseriktning som ska stoppas.
För cirkulär rörelse, en av de bästa målapplikationerna, föreställ dig en rotor med ekrar som snurrar fritt i en magnetoreologisk vätska. När rotorn måste stoppas, producerar en serie små magneter magnetiska flödeslinjer som strålar bort från mittrotorn och skapar ferropartikelkedjor i mediet som strålar som pekar bort från solen. Dessa strålar fångar ekrarna och bromsar dem radikalt. Även om ekrarna bryter igenom de inriktade partiklarna, får det ihållande magnetfältet dem att snabbt riktas om, redo att fånga nästa inkommande eker. Detta arrangemang ger en kraftfull roterande broms.
Forskargrupper undersöker andra möjliga tillämpningar för magnetoreologisk vätska, såsom kroppsskydd som är flexibla men snabbt blir stela vid kontakt med en inkommande kula.