臺灣國際科展

Order Restoration in Perturbed Electrorheological Fluids

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2021年
科別
物理與天文學
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
簡麗賢;江宏仁
作者
張譯心
關鍵字
電流變液、界面活性劑、動態修復

摘要或動機

電流變液是一種由介電顆粒和絕緣液體混合而成的特殊流體,在外加電場到電流變液後,二氧化矽沿著電場排列成整齊的鏈狀結構,提升電流變液的黏度。 在這個研究中,使用添加了界面活性劑、親水二氧化矽顆粒以及矽油的電流變液作為研究對象,發現電流變液的黏度可以隨電場增加而有效地增加,且增加的效果會同時受到矽油初始黏度和是否添加界面活性劑的影響,但並非初始黏度越高效果越好,且添加界面活性劑在每一種初始黏度造成的影響也不同。 影響黏度的機制則和液體在電場下的靜態結構以及結構被破壞後的修復速度有關。比較黏度測量、散射光實驗、顯微鏡觀察等實驗結果後,推測該機制作用原理如下: 當矽油的初始黏度較小時,由於二氧化矽鍊的結構較不穩定且修復速度較快,因此主要會是修復速度在控制矽油的黏度,添加界面活性劑後,它會在親水的顆粒表面形成一層高介電常數的薄膜,提升顆粒的極化率,進而加速結構的修復、使液體的黏度增加。而當初始黏度較大時,由於修復速度較緩慢但結構相對較穩定,因此是由結構來決定矽油的黏度。


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