极性分子型电流变液的机理研究

项目名称： 极性分子型电流变液的机理研究

项目编号： No.11274355

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 孙刚

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目将针对与极性分子型电流变液的机理相关的问题进行研究。研究将从理论和实验两方面进行。理论研究包括：用从头计算的方法对水分子在电场下的行为进行计算，得到超极化态水出现的电场强度值，以及超极化态水的结构特征和弹性模量等；利用多重散射法的计算结果，将多极矩的相互作用力放入对复杂流体的计算当中，对现有的偶极流体的流动性质做出改进。实验研究包括：利用X射线衍射、质谱、热重分析、红外光谱等一系列手段对极性分子型电流变液的成分进行分析；对不同洗涤方式（包括溶液，时间，次数等）造成的电流变性能差异进行研究，着重分析不同洗涤方式处理后的粉体在成份，浸润性，以及表面特征上的变化。综合这些研究结果，证实或改进我们现在所提出的基于极性分子超极化态的电流变效应模型，并进一步优化极性分子型电流变液的制备工艺。

中文关键词： 电流变液；屈服强度；颗粒流；多重散射法；分子动力学

英文摘要： This project is aimed at the understanding of the mechanism of the polar molecule dominated electrorheological fluids. The research will be carried out both experimentally and theoretically. In theoretical aspect, the properties of the superpolarized state of the water molecule under electric field, including the critical field strength, the structure and the modulus of the superpolarized state, will be investigated by Ab initio calculation. We shall also improve the dynamics of the electrorheological fluids by including the force resulting from higher order polarzation, which can be obtained by our multiple scattering method. In experimental aspect, the component of the polar molecule dominated electrorheological fluids will be analyzed by X-ray diffraction, Mass spectrum, thermogravimetry, infrared spectrum, etc. The influence to the electrorheological effect of the washing process will also be investigated carefully. From these researches, we shall validate or improve the new mechanism of the electrorheological effect based on the superpolarized state of the water molecule, and optimize the fabrication of the polar molecule dominated electrorheological fluids further.

英文关键词： electrorheological fluids；yield stress；granular flow；multiple scattering method；molecular dynamics