研究人员正在使用超声波来控制剪切增稠材料的粘度 使固体再次变成泥浆

研究人员正在使用超声波来控制剪切增稠材料的粘度，使固体再次变成泥浆。

这项研究“使用声学扰动来动态调整胶体悬浮液中的剪切增厚”，于9月17日发表在“ 物理评论快报”上。

剪切增稠液体是一类像液体一样流动但在挤压或快速剪切时凝固的材料，例如流沙和儿童游戏粘液Oobleck。该材料的技术应用范围从柔软的防弹衣和宇航员服到3D打印金属和陶瓷。

但剪切增稠过程可能不合作：操作材料越多，凝固的越多，在3D打印和混凝土制造的情况下，可能会导致喷嘴和堵塞的料斗。

Itai Cohen是该论文的共同资深作者的教授，他之前发现了一种通过垂直振荡将这些悬浮液中的颗粒形成的刚性结构或力链分开来操纵或“调整”材料的方法。但这种方法被证明是不切实际的。毕竟，摇动和扭曲工厂管道并不容易。

科恩和博士 学生Meera Ramaswamy与工程学教授Brian Kirby和博士合作。学生Prateek Sehgal，他一直使用声学传感器来操纵Kirby实验室中的微米和纳米级粒子。

Sehgal开发了一种简单但有效的装置，包括带有声换能器的底板 - 称为压电 - 产生超声波。

“当你以特定的频率和特定的电压激发压电时，它会通过底板发出声波到悬架。这些声学干扰打破了造成剪切增厚的力链，”Sehgal说，他是该公司的共同主要作者。拉马斯瓦米的论文。

“你所引发的干扰实际上非常非常小，因此打破微粒之间的接触力并不需要太多，”科恩说。“这是让我们考虑应用这些扰动并让它发挥作用的关键洞察力。基本上，任何有流动变厚的几何形状，你现在可以只是压制并压缩该区域。这种策略只是为更广泛的应用开辟了适用性。“

研究人员通过操纵厚度达1.3毫米的物质中的颗粒来开发这种方法，但由于超声波可以在材料中传播很长的距离，因此柯比预计它会被用在宽达一英尺的管道上。潜在的应用包括食品加工，特别是对于具有颗粒状悬浮液(如浆料)，混凝土制造以及陶瓷和金属的3D打印的材料。

声能的使用对于研究材料的增稠行为和系统动力学的研究人员来说也是一种有价值的科学工具。通常，为了研究增稠，人们需要从放松的悬浮开始并增加流量。然而，这个过程可能需要很长时间。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！