Ricky Wong Department of Physics HKUST香港科技大學物理系二年級黃植謙

大綱 基本知識 : 固體, 液體, 電場 基本知識 : 固體, 液體, 電場 電流變液的原理 電流變液的原理 電流變液的發展與應用 電流變液的發展與應用

電場 由正電荷連向負電荷的方向 由正電荷連向負電荷的方向

物質的形態 固體 固體 液體 液體 氣體 氣體

液體  固體 水  冰 ( 加熱 / 冷凍 ) 水  冰 ( 加熱 / 冷凍 ) 啫哩水  啫哩 ( 加熱 / 冷凍 ) 啫哩水  啫哩 ( 加熱 / 冷凍 ) 固體  液體 ( 其他 ?) 固體  液體 ( 其他 ?)

甚麼是電流變液 ? 電流變液，亦稱為智能流體，是一種介 電微粒與絕緣液體（一般為矽油 Silicon oil ）混合而成的複雜流體。 同一環境下, 它既是固體，亦是液體

甚麼是電流變液 ? 在外加電場時，它會在數毫秒（千分之一 秒）間由液體變為固體 電流消失，則在瞬間回復液態 整個過程可反覆轉換。

電流變液的原理 在沒有外加電場下, 電流變液呈黏性液體狀態 在沒有外加電場下, 電流變液呈黏性液體狀態 施加電場後, 當中分子隨著電場方向兩極化 施加電場後, 當中分子隨著電場方向兩極化 施加電場 -+-+

電流變液的原理 分子因電磁力吸引排成柱狀, 形成類似固體 的硬物質 分子因電磁力吸引排成柱狀, 形成類似固體 的硬物質 電場消失後分子重新分布, 回復原狀 電場消失後分子重新分布, 回復原狀 關閉電場

電流變液的應用與發展 1947 年由美國人 Willis Winslow 發現電流變 效應 1947 年由美國人 Willis Winslow 發現電流變 效應 由於電流變液的強度可隨意以電場控制, 有 立即反應及可還原, 能應用於減震器, 剎車器, 離合器, 活門等 由於電流變液的強度可隨意以電場控制, 有 立即反應及可還原, 能應用於減震器, 剎車器, 離合器, 活門等

電流變液的應用與發展 1995 年 5 月美國能源部電流變液報告指 1995 年 5 月美國能源部電流變液報告指 “ 電流變液將使工業和技術若干部 門出現革命性的改變 ” 但強度一直太低 (20kPa), 未能符合一般工業 要求 但強度一直太低 (20kPa), 未能符合一般工業 要求

1995 年開始香港科技大學物理系沈平教授, 溫維佳博士, 譚永炎教授, 化學系楊世和博士, 中國科學院物理研究所陸坤權教授等 1995 年開始香港科技大學物理系沈平教授, 溫維佳博士, 譚永炎教授, 化學系楊世和博士, 中國科學院物理研究所陸坤權教授等 電流變液的應用與發展

電流變液的應用與發展 應用納米技術，研製了一種全新的離 子極型電流變液，由平均直徑為 50 納 米的顆粒與矽油混合組成，呈白色液 態狀。

電流變液的應用與發展 新一代的電流變液的強度高達 130kPa ，較 目前的世界紀錄高出 10 倍以上，令電流變 液走出實驗室發展為商品的構想成為現實。 新一代的電流變液的強度高達 130kPa ，較 目前的世界紀錄高出 10 倍以上，令電流變 液走出實驗室發展為商品的構想成為現實。 這項突破已獲《自然材料》 Nature Materials 在 2003 年 10 月 5 日刊登。評審報 告指出，該篇論文 “ 標誌著電流變液的一項 重大進展 ” ， “ 可能會再度引發將此項技術商 品化的興趣。 ” 這項突破已獲《自然材料》 Nature Materials 在 2003 年 10 月 5 日刊登。評審報 告指出，該篇論文 “ 標誌著電流變液的一項 重大進展 ” ， “ 可能會再度引發將此項技術商 品化的興趣。 ”

鳴謝 ( 排名不分先後 ) 香港科技大學物理系王國彝博士溫維佳博士譚永炎教授研究助理李子健先生香港科技大學教學促進中心李穎思小姐夏德誠先生 岑慧敏小姐 岑慧敏小姐

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