Elektrorheologische Flüssigkeit

Elektrorheologische Flüssigkeiten (ERF) sind adaptive Materialien, deren Viskosität durch elektrische Felder in weitem Rahmen schnell und reversibel gesteuert werden kann.

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Zugrundeliegender physikalischer Effekt

Elektrorheologische Flüssigkeiten weisen Dipole auf, die durch ein angelegtes elektrisches Feld ausgerichtet werden und dabei im Idealfall ein Feststoffgitter bilden. Je nach Stärke des angelegten elektrischen Feldes ändert sich dabei die Viskosität der Flüssigkeit.

Praktische Anwendung und Einsatzgebiete

Im Allgemeinen bestehen elektrorheologische Flüssigkeiten aus polarisierbaren Mikropartikeln und einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit, beispielsweise Öl. Sie werden hauptsächlich zur Variation der Eigenschaften mechanischer Systeme eingesetzt, die auf unterschiedliche Rahmenbedingungen reagieren können sollen.

So sind beispielsweise die Dämpfungseigenschaften von hydraulischen Lagern durch die Verwendung einer elektrorheologischen Flüssigkeit steuerbar. Bei Verwendung eines solchen Lagers als Motorlager in einem Automobil könnte die Dämpfung dynamisch an die Drehzahl des Motors und die Beschaffenheit des Untergrunds angepasst werden, um die Geräuschbelastung für die Insassen zu reduzieren.

Weitere Anwendungsbereiche sind Aktuatoren, Ventile, Kupplungen und Bremsen.

Elektrorheologische Flüssigkeiten sind ebenso belastbar wie ihre Grundstoffe. Bei Verwendung als variable Bremse sind sie anders als Feststoffbremsen nicht abrasiv und vergleichsweise temperaturstabil.

Weblinks

• Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen der RWTH Aachen: Anwendungen elektrorheologischer Flüssigkeiten (PDF: 1,37 MB)
• Fraunhofer Institut Silicatforschung: Haptische Aktorelemente mit elektrorheologischen Flüssigkeiten
• ERF-Stoßdämpfer bei Jugend Forscht 2004 (PDF: 93kB)
• Fludicon GmbH: Kurzfilme zu ERF-Effekten (Flash)