更新时间:2021-11-11 15:08:58
1、 研究人员正在使用超声波来控制剪切增稠材料的粘度,这样固体就可以再次变成泥浆。
2、 《物理评论快报》9月17日发表了“声扰动对胶体悬浮液剪切增稠的动态调节”的研究。
3、 剪切增稠液体是一种像液体一样流动,但在快速挤压或剪切时会凝固的物质,如流沙和儿童游戏粘液Oobleck。这种材料的技术应用范围从柔软的防弹背心和宇航服到金属和陶瓷的3D打印。
4、 然而,剪切增稠过程可能不合作:使用的材料越多,固化越多,在3D打印和混凝土制造的情况下,这可能导致喷嘴和料斗堵塞。
5、 该论文的资深作者之一衣康教授先前发现了一种操纵或“调节”材料的方法,即通过垂直振荡分离这些悬浮液中颗粒形成的刚性结构或力链。但是这种方法被证明是不切实际的。毕竟,工厂的管道不容易摇晃和扭曲。
6、 科恩的博士生米拉拉马斯瓦米(Meera Ramaswamy)曾与工程学教授布莱恩柯比(Brian Kirby)合作,学生普拉泰克塞加尔(Prateek Sehgal)博士一直在柯比的实验室里使用声学传感器来操纵微纳粒子。
7、 Sehgal开发了一种简单但有效的设备,包括一个带有声换能器(称为压电)的基板,以产生超声波。
8、 “当你用特定的频率和特定的电压激励压电元件时,它会通过底板向悬架发送声波。这些声音干扰打破了导致剪切增厚的力链,”该公司的合著者塞加尔说。拉马斯瓦米的论文。
9、 科恩说:“你造成的干扰实际上非常非常小,所以不需要太多就能打破粒子之间的接触力。“这是我们考虑应用这些干扰并使其发挥作用的关键见解。基本上,任何几何形状与流增厚,你可以只是按下并压缩该地区现在。这一策略只是为更广泛的应用开辟了适用性。”
10、 研究人员通过操纵厚度为1.3毫米的材料中的粒子来开发这种方法,但是因为超声波可以在材料中传播很长的距离,科比预测它将用于一英尺宽的管道中。潜在的应用包括食品加工,特别是颗粒悬浮材料(如泥浆),混凝土制造和陶瓷和金属的3D打印。
11、 对于研究材料增稠行为和系统动力学的研究人员来说,声能的使用也是一种有价值的科学工具。一般来说,为了研究增稠,人们需要从松弛的悬浮液开始,增加流速。然而,这个过程可能需要很长时间。