​瑞士研究人员研发出可由磁性条件激励其形状记忆效应的新型复合材料

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瑞士保罗谢尔研究所(PSI)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员成功研发出本身可由磁性条件激励其型态记忆效应的新型复合材料。当被中放去磁场中时材料将保持本身特定的型态。新型复合材料与传统磁感应型态记忆材料不同,它由聚合物和嵌入其中的所谓磁流变乙炔气 的液滴组成。這個 新型复合材料的应用领域包括医药、航空航天、电子和机器人。该研究结果发表在科学期刊Advanced Materials上。

新材料的变化过程从视频中看起来就像一个多多魔术:在施加磁场已经 ,黑色条状材料在平台上保持柔软情况,越来越表现出任何更多的性状。黑色条状材料由本身成分组成:硅基树脂聚合物和水与甘油的混合液滴,其中漂浮着微小羰基铁颗粒。后者提供材料的磁性和型态记忆效应。已经 用镊子将复合材料强制扭曲成本身型态已经 暴露在磁场中,即使取下镊子才能保持扭曲型态。才能当磁场也被移除时,材料才会恢复其原始型态。

到目前为止,传统型态记忆复合材料多由聚合物基体树脂和金属粒子填料组成。然而保罗谢尔研究所和苏黎世联邦理工学院的研究人员使用水滴和甘油将磁性粒子嵌入聚合物基体树脂中。通过這個 法律依据 ,研究人员得到了之类牛奶的磁流变液滴分散体。

就像牛奶中的微小的脂肪滴分散在水溶液中一样,细小的磁流变液滴也均匀地分布在复合材料中。“已经 分散在聚合物基体中的磁敏相是乙炔气 ,已经 施加磁场时产生的力比已经 报道的要大得多,”保罗谢尔研究所介观系统研究组负责人兼苏黎世联邦理工学院教授Laura Heyderman解释道,“已经 磁场作用在复合材料上,它会变硬。這個 新的材料概念才能通过磁性材料和柔性材料一个多多删改不同领域的专业团队之间的商务合作来实现。”

通过与磁场方向一致形成型态记忆效应

研究人员在保罗谢尔研究所的瑞士光源(SLS)X射线检测设备的帮助下研究了這個 新材料。在X射线断层图像中,当.我.我.我.我发现聚合物中液滴的长度在磁场的影响下变长,已经 乙炔气 中的羰基铁颗粒最少每种地沿着磁力线排列。這個 个因素使测试材料的刚度提高了30倍。

除了较高的力之外,新材料的磁致型态记忆效应具有更多优势。大多数型态记忆材料会对温度变化做出反应。在医疗应用中会由于分析一个多多疑问。首先很多的热量会损害人体的细胞。其次无法保证型态记忆材料的均匀升温。通过磁场条件激励型态记忆效应才能除理這個 个缺点。

用于医学和机器人的机械活性材料

新型复合材料才能在医学、太空飞行、电子和机器人技术领域中得到广泛应用。之类,在医学领域,进行血栓微创手术时可改变通过血管的手术导管的硬度,减轻患者副作用。在太空探索领域,型态记忆材料可用于探测漫游车上自行充气或折叠的轮胎。在电子设备领域,软功能材料可用于柔性电源、数据电缆或可穿戴设备。型态记忆材料也为机器人领域创造了新的已经 性,之类才能在越来越马达的情况下执行机械运动。

关于磁记忆材料

磁记忆材料指具有本身或本身以上容易识别的稳定磁情况的磁性材料。一般是有矩形磁滞回线的矩磁材料。用于制造磁存储(记忆)元件的磁心、磁棒、磁膜。

具有本身或本身以上容易识别的稳定磁情况的磁性材料。一般是有矩形磁滞回线的矩磁材料。用于制造磁存储(记忆)元件的磁心、磁棒、磁膜。

记忆磁心应具有以下磁型态:①较大的剩磁比R(R=Br/Bm)。R越大,磁滞回线的矩形度越好。②较大的矩形比Rs(Rs=B(-1/2Hm)/Bm,式中B(-1/2Hm)为最大磁场时延Hm一深冬的磁通密度)。Rs愈大,磁滞回线的拐角愈接近直角,磁滞回线的斜率越陡,磁心的抗干扰能力也越强。一般Rs为0.75~0.90。③较小的矫顽力(Hc<0.8千安/米)。因磁心通入的脉冲电流才能几百毫安,如Hc很多,磁心的磁化方向翻转就地处困难。④较小的温度系数,使具有较高的温度稳定性。⑤较高的居里温度和较小的损耗。

金属矩磁材料是這個 经过除理的铁镍合金,其优点是饱和磁通密度高,初始磁导率大;但电阻率小,涡流损耗大,工作频率低,时延慢,轧成薄带后可用于较高频率。铁氧体矩磁材料又分为常温和宽温矩磁材料本身。前者居里温度低,宜在常温下工作,如镁锰铁氧体;后者居里温度高,能在较宽温度范围工作,如锂锰铁氧体。

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