Liquides, solides... ou les deux ?
2006/10/01 Imaz Amiano, Eneko - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Les lubrifiants facilitent et réduisent le mouvement des composants, réduisant ainsi le frottement entre les pièces. C'est pourquoi l'huile est ajoutée au moteur de la voiture ou à la chaîne du vélo, de sorte que les charnières ou bandes des portes de la maison, ainsi que le moteur de la machine à laver, ont de l'huile.
Cependant, souvent les lubrifiants doivent travailler dans des conditions différentes au fil du temps : maintenant avec les pièces en mouvement rapide, puis avec les pièces les plus lentes, à chaud, à froid, à sec, mouillées ou mélangées avec d'autres liquides. Tout cela peut impliquer une transformation des caractéristiques des lubrifiants, notamment un changement de viscosité, ce qui peut entraîner un changement dans l'efficacité du lubrifiant.
C'est pourquoi des lubrifiants ont été inventés qui peuvent fonctionner dans une large gamme de conditions et lubrifiants intelligents, c'est-à-dire des lubrifiants qui répondent à des stimuli externes. Par exemple, la chaleur fait que les lubrifiants s'accordent eux-mêmes, mais on peut obtenir une certaine influence externe et que les lubrifiants redeviennent plus visqueux.
Mouinir Bou Ali et son équipe étudient les lubrifiants intelligents dans Mondragon Unibertsitatea. En particulier, les lubrifiants qui deviennent plus ou moins visqueux en fonction du champ magnétique.
Ces liquides sont appelés magnétoréologiques, c'est-à-dire fluides qui varient leur rhéologie ou leurs propriétés en fonction du magnétisme. Dans ce cas, sa viscosité ou sa viscosité sont modifiées. Cette propriété est obtenue grâce aux microparticules magnétiques ajoutées.
Trois composants
Les fluides utilisés pour la recherche consistent en des mélanges de trois composants: le fluide en fonction de l'application, dans le cas des lubrifiants, une certaine huile; le magnétite, qui fournira un comportement différencié selon le magnétisme au mélange; et le surfactant, pour que tout soit stable et homogène mélangé.
Liquide solide
En soumettant les fluides magnétiques au champ magnétique, on change la viscosité : ils deviennent plus visqueux, souvent jusqu'à devenir presque solides. Cela est possible parce que les particules de magnétite créent des liens chimiques avec le lubrifiant du fluide et le surfactant. S'il n'y avait pas de liens, seules les particules de magnétite réagiraient.
En quelque sorte, toutes les particules qui forment le fluide sont homogène, mais sans ordre. Cependant, sous l'influence d'un aimant, les particules de magnétite et donc les autres particules associées sont triées. Le fluide devient plus visqueux.
En outre, les particules du fluide se rapprochent les unes des autres en fonction du type de composant et de la zone, augmentant le compactage du fluide. Cela dépend de la force du champ magnétique et des caractéristiques du mélange, mais le fluide peut aussi prendre la forme d'un solide : le récipient est placé face cachée et ne coule pas du tout, ou le fluide peut prendre la forme d'une couronne en étant compacté suivant des lignes magnétiques invisibles.
Applications dans les machines à laver...
En plus d'étudier comment se préparer et ses propriétés, Mondragon Unibertsitatea étudie les applications possibles de ce type de fluides.
Pour Mouinir Bou Ali, leader du groupe de recherche, « l'avantage de disposer d'une variable contrôlée est énorme et, dans ce cas, l'avantage est de contrôler le fluide à travers le magnétisme face aux lubrifiants conventionnels ». Par exemple, la chaleur peut affiner le lubrifiant et limiter son efficacité, mais si un capteur de température active un champ magnétique et donc le lubrifiant est plus visqueux, alors le problème de la chaleur sera dépassé.
L'Université étudie dans le domaine de la lubrification et des amortisseurs. Nous travaillons en particulier avec des amortisseurs de machines à laver.
Des amortisseurs sont placés sur les machines à laver avec un fluide magnéto-réologique et leur résultat est analysé sur certaines fréquences de vibration par rapport aux résultats des amortisseurs conventionnels. Cela vise à améliorer les fluides magnétiques et à les optimiser pour cette application concrète.
...et mélanges liquides
Un autre domaine d'application est le transport ou le stockage de tout fluide, et en particulier des mélanges.
Dans les fluides contenant plus d'un composant ou des particules solides, la précipitation de certains de ses composants peut se produire. Mais dans Mondragon Unibertsitatea on croit que l'on peut éviter la rupture des composants. Cela peut être obtenu principalement par la pression, mais aussi par l'application du magnétisme. Si le composant précipité a des particules de magnétite associées, il est prévu d'appliquer le champ magnétique et d'éviter les précipitations.
Cependant, il peut ne pas être commode d'utiliser le champ magnétique pour la distribution homogène des particules du fluide, ou de ne pas le faire. Dans ces cas, il est possible que la magnétite elle-même et les particules associées se précipitent, de sorte que la viscosité ne serait pas obtenue à modifier arbitrairement avec l'application du champ magnétique.
Il s'agit donc de résoudre ce problème à travers la température: l'application de la chaleur seulement d'un côté ou seulement à certains points génère un trafic de convection dans le fluide, ce qui permet d'obtenir une distribution homogène de la magnétite pour ensuite obtenir la variation rhéologique désirée avec le magnétisme.
Par conséquent, les conditions externes peuvent donner lieu à la réponse des liquides magnéto-réologiques à la suite de l'activation du champ magnétique, mais dans certains cas, ce facteur externe peut être nécessaire pour que la réponse du fluide soit adéquate lorsque le champ magnétique est appliqué.
Les machines à laver et les mélanges liquides sont les deux principales applications qui sont étudiées dans Mondragon Unibertsitatea, mais les fluides magnéto-réologiques ont déjà commencé à être utilisés dans les amortisseurs, embrayages, freins, vannes, certaines applications de robots, etc. Des amortisseurs ont été installés dans le bâtiment du Musée des Nouvelles Sciences et Technologies du Japon pour combattre les tremblements de terre. Aussi dans les câbles qui soutiennent le pont du lac Dong Ting de la Chine, de sorte qu'il se déplace moins lorsque le vent souffle fortement.
Après tout, nous aimons que la machine à laver semble moins dynamique et résonner ou que la voiture soit plus douce, ou que les pédales du vélo tournent très vite, n'est-ce pas ?
