اگر تا به حال در مورد آنها نخوانده باشید، احتمالا نام “سیالات هوشمند یا smart fluids” برایتان کمی عجیب به نظر میرسد.
چطور ممکن است یک سيال هوشمند باشد؟
به طور کلی، به موادی که برخی خواص آنها، در اثر محرکهای بیرونی تغییر میکند، مواد هوشمند گفته میشود. سیالات هوشمند، سیالاتی هستند که زمانی که در معرض میدان الکتریکی یا میدان مغناطیسی قرار میگیرند، خواص آنها تغییر میکند. این سیالات کاربردهای مختلفی دارد، از جمله اینکه از آنها برای ضربه گیری (damping) و کاهش ارتعاش استفاده میشود. یکی از انواع این سیالات هوشمند، آنهایی هستند که ذرات کوچک دارای خاصیت آهنربایی، درون یک سيال قرار داده میشوند. حتما در کودکی با برادههای آهن بازی کرده اید و برایتان بسیار سرگرم کننده بوده است. در مورد سیالات هوشمند مغناطیسی نیز به طریقی مشابه، با اعمال یک میدان مغناطیسی، این ذرات آهنربایی هم جهت شده و رشتههایی را تشکیل میدهند و این امر باعث افزایش ویسکوزیتهی سيال میشود. درست شبیه اینکه یک ظرف روغن داشته باشید و بلافاصله با قرار دادن یک آهنربا در کنار آن، ظرف روغن مانند ظرف قیر شود. سیالی با چنین ویژگی بسیار جالب و پرکاربرد است.
به این سيال که نسبت به اعمال میدان مغناطیسی واکنش نشان میدهد، سيال رئومغناطیسی یا magneto-rheological fluid یا سيال MR گفته میشود.
جالب است بدانید که کمپانی کادیلاک در سال ۲۰۰۲ برای اولین بار، از این سیال هوشمند در سیستم تعلیق خودروی کادیلاک سیول استفاده کرد و نتایج بسیار خوبی گرفت. این سیستم تعلیق از یک شتابسنج چرخ خودرو تشکیل شده است که شرایط جاده را هزار بار در ثانیه میسنجد و با توجه به میزان نوسانات و ارتعاشات، قدرت میدان مغناطیسی درون سیستم تعلیق را تغییر میدهد و در نتیجه ویسکوزیتهی سيال هوشمند متناسب با شرایط جاده تغییر میکند. مثلا اگر ارتعاشات شدید باشد، میدان مغناطیسی قویتر اعمال میشود و ویسکوزیتهی سيال افزایش مییابد که تا حدی ضربه گیر بهتری است (برای درک آن، آب و عسل را تصور کنید که عسل با ویسکوزیتهی بالاتر ضربه گیر بهتری است). سیالات هوشمند کاربردهای گسترده ای یافته اند، مثلا در راکتها و ماهوارهها بعضا از این سیالات استفاده میشود تا ارتعاشات به حداقل برسد یا اینکه در برخی ماشینهای لباسشویی، ارتعاشات را میگیرند.