电流变液的微波透射调控行为

依据外电场作用下电流变液结构由各向同性转变为各向异性及介电性能改变的实验事实,建立了微波穿透电流变液样品的理论模型,导出了微波透射率的基本表达形式.理论模拟显示:当电流变液的介电常量小于所处环境的介电常量时,透射率随电场的增加而增加;反之则减小.实验研究表明:电流变液的微波衰减(透射率)的变化可以通过电场来调控.分析认为在外加电场作用下,电流变液结构转变和介电性能的变化是导致微波透射率可调控的主要原因.     

电流变液的微波透射调控行为

依据外电场作用下电流变液结构由各向同性转变为各向异性及介电性能改变的实验事实,建立了微波穿透电流变液样品的理论模型,导出了微波透射率的基本表达形式.理论模拟显示:当电流变液的介电常量小于所处环境的介电常量时,透射率随电场的增加而增加;反之则减小.实验研究表明:电流变液的微波衰减(透射率)的变化可以通过电场来调控.分析认为在外加电场作用下,电流变液结构转变和介电性能的变化是导致微波透射率可调控的主要原因.     

电—流变效应演示实验

一、电-流变效应简介早在40年代,美国物理学家Wills.Winslow发现,把某些材料粉末分散在矿物油中制成悬浮液,当施加电场时,其表观粘度及剪切应力随电场的变化而变化。由于在电场作用下该流体呈现非牛顿流体的特点,故称电-流变效应(ER)。电-流变效应的意义在于,可以把这种流体做为一种传动介质,应用于离合器、减     

极性分子型电流变液导电机理研究

极性分子型电流变液是一种新型的电流变材料.其介电颗粒上吸附极性分子,极性分子在颗粒间强局域电场作用下发生取向是产生巨电流变效应的关键.通过对Ca—Ti—O(CTO)体系极性分子型电流变液电流密度的测量发现,其导电行为遵从Poole-Frenkel效应的规律,这是极性分子型电流变液的重要特征之一.而500 ℃处理过的CTO粉体不含极性分子,所配制的电流变液无巨电流变效应,其电流密度随外电场强度近似地呈线性关系,显示出传统电流变液特性.     

电流变液微波反射可调控性

研究了纳米二氧化钛包覆高岭土和钇掺杂钛酸钡两种电流变液的微波反射行为.实验发现，在垂直于微波传播方向电场作用下，两种电流变液微波反射系数均随电场强度的增大而增大；钇掺杂钛酸钡电流变液微波反射系数变化幅度比二氧化钛包覆高岭土电流变液宽，并且电场调节的能力随浓度的增加有减弱的趋势.对钇掺杂钛酸钡电流变液存在一个临界浓度，低于这个浓度，电场的调控能力随电场强度的增加而增大，高于这个浓度，电场的调控能力随电场的增加先增大后减小.另外，二氧化钛包覆高岭土电流变液反射回波相位随电场强度的增大出现最大值后逐渐减小趋于平 关键词： 电流变液 微波反射 相位     

电流变液研究获重大突破——发现巨电流变效应

一般液体在温度降低到凝固点时发生液 -固转变 .而电流变液则是在电场作用下可从液体转变成固体的物质 ,其剪切强度随电场的增加而变大 ,这种变化快速、可逆 .它是独一无二的软硬程度可调节的智能材料 ,有重要应用价值 .最近温维佳博士等研究成功具有巨电流变效应的材料 ,是电流变液研究的重大突破 .封面示意此种电流变液在不同电场强度时 ,剪切强度值所相应的物质 ,分别相当于硅油、豆腐、硬泡沫、硬橡胶和塑料 .封面右下角图中为巨电流变流体 .详细报道见本期第 777— 779页 .电流变液研究获重大突破——发现巨电流变效应$中国科学院物理…     

电流变液的研究进展及应用前景

电场致流变液体（电流变液）是一些高介电小颗粒和低介电油液的混合体，它在高电场作用下呈现液体与固体间的变换，变换时间为几毫秒，而且变换可逆。阐明了电流变液的原理，综述了电流变液在机制、材料及应用等方面的研究现状，并介绍了电流变液在技术和工业上广泛的应用前景。     

固液双相电流变系统流动过程的相转变特性

考虑电流变液多粒子近程相互作用，利用等效平板电导模型，研究了电流变液流动过程相转变点的特性，并设计实验观察了电流变液中的这种相转变现象.研究结果表明，电流变液在一定压力梯度作用下发生流动，此时为双相流；当外加电场达到某一值时，电流变液中颗粒不流动，由固液双相流转变为液体单相流动，发生场控相转变，理论模拟结果与实验观察结果基本相符.阈值电场随外加压力梯度的增加而加大，随颗粒浓度的增加而减小. 关键词： 电流变液 颗粒流 相转变     

极性分子型电流变液

电流变液在电场作用下软硬连续可调的奇特性质具有广泛和重要的应用价值。传统电流变液是基于颗粒极化产生的相互作用,根据介电理论预测,其剪切屈服强度的上限约为10 kPa。电流变液被发明50年来,阻碍其应用的主要原因是剪切强度低。近年来发明的“极性分子型电流变液”是一类新型电流变液,其屈服强度比传统电流变液大一个数量级以上,且与电场强度呈线性关系,这一点和传统电流变液中的平方关系也明显不同。文章作者提出了极性分子在颗粒间强局域电场中的取向并与极化电荷作用的模型,成功地解释了观察到的实验现象。根据这一原理,有可能制备出屈服强度高达MPa的电流变液。     

用光学方法研究玻璃微珠电流变液颗粒间的相互作用

运用一套适合研究颗粒间相互作用的双光镊系统,通过对粒聚集时间的测量,得出颗粒聚集时间和电场的平方成反比。这是第一次用电流变液颗粒在动态情况下直接验证电偶极子对间的相互作用。发展了一套使用高速CCD摄像机进行扩散波谱（DWS）测量的方法,首次实时测量具有颗粒结构的非各态历经体系的自相关函数,以研究电流变液机理,得到了玻璃微珠电流变液的结构响应时间和力和响应时间;测量了不同电场下体系相关函数的特征衰减时间随时间的变化。在不同电场下测量扩散系数可以反映出相互作用力与电场的平方成正比。     

LED诱导延迟荧光技术评价脉冲电场对玉米幼苗抗旱性的影响

脉冲电场(pulsed electric field,PEF)对作物抗旱性的影响是电场生物学效应研究的重要课题,作物叶片延迟荧光动力学参数可以从不同角度灵敏地反映叶片细胞光合系统发生的变化。为了从活体细胞角度揭示脉冲电场对作物幼苗抗旱性的影响及其机理,使用频率为1 Hz、场强为200 kV·m-1、脉宽为80 ms的PEF处理萌发玉米种子,再采用渗透势为-0.1 MPa的PEG-6000溶液形成干旱胁迫,研究了玉米幼苗生长过程中叶片干质量和LED诱导的叶片延迟荧光动力学参数的变化。结果发现,在-0.1 MPa的PEG-6000溶液形成的干旱胁迫下,玉米幼苗叶片干质量逐渐增加,经过PEF处理的玉米幼苗叶片干质量大于对照,相对增长率在5.8%～18.7%之间(p＜0.05)。叶片延迟荧光动力学分析显示,干旱胁迫下玉米幼苗叶片延迟荧光动力学参数初始光子数I₀、相干时间τ、衰减参数β和延迟荧光积分强度I(T)都发生了波动性的变化,这些变化是叶片细胞对干旱胁迫的适应性反应,PEF处理使玉米幼苗叶片延迟荧光各动力学参数和延迟荧光积分强度均明显大于对照组,表明PEF处理使玉米幼苗叶片细胞的光合潜力、组织序性和功能分子之间的相互作用都有所加强,叶片综合光合能力提高了。研究结果为阐明PEF对作物幼苗抗旱性的影响及其机理提供参考。     

电流变液的旋光与椭偏光行为

本文研究了电流变液(ER流体)的旋光行为及椭偏光行为.激光束垂直于电场方向,利用HeNe激光器对SiO₂、Si₃N₄和硅油组成的ER流体进行测量.发现电流变液样品存在旋光现象,且对于同一种浓度的ER流体,随着电场强度的增大,旋光角度增大.在同一电场强度下,旋光角度随着浓度的增大而增大.当浓度大于某一值c₀时,旋光角度开始减小,在不同电场强度下,透过电流变液的椭圆偏振光性质不发生改变,且随着电场强度的增大,透射光强度随之增大.电流变液的旋光行为及椭偏光行为起因于在电场作用下ER流体由各向同性的液体转变为各向异性的液体.     

Electromechanical buckling analysis of boron nitride nanotube using molecular dynamic simulation

In this paper, the effect of electric field on axial buckling of boron nitride nanotubes is investigated. For this purpose, molecular dynamics simulation and continuum mechanics are used for the first time simultaneously. In molecular dynamics simulation, the potential between boron nitride atoms is considered as Tersoff and Timoshenko beam theory is used in continuum mechanics. In this paper, buckling of zigzag and armchair boron nitride nanotubes are investigated. Here, the effects of the electric field and the length of the boron nitride nanotube on the critical load are investigated and it is shown that the effect of the electric field is different with respect to the arrangement of atoms in the boron nitride nanotubes. In fact, the electric field creates axial and torsional loads on the zigzag and armchair nanotube, respectively. Axial buckling of the zigzag nanotube is dependent on the electric field, whereas in the armchair nanotubes, the electric field changes have no effect on the axial buckling. To better understand the impact of the electric field on axial buckling, these results are compared with the continuum mechanics.     

A confident source of hard X‐rays: radiation from a tokamak applicable for runaway electrons diagnosis

In a tokamak with a toroidal electric field, electrons that exceed the critical velocity are freely accelerated and can reach very high energies. These so‐called `runaway electrons' can cause severe damage to the vacuum vessel and are a dangerous source of hard X‐rays. Here the effect of toroidal electric and magnetic field changes on the characteristics of runaway electrons is reported. A possible technique for runaways diagnosis is the detection of hard X‐ray radiation; for this purpose, a scintillator (NaI) was used. Because of the high loop voltage at the beginning of a plasma, this investigation was carried out on toroidal electric field changes in the first 5 ms interval from the beginning of the plasma. In addition, the toroidal magnetic field was monitored for the whole discharge time. The results indicate that with increasing toroidal electric field the mean energy of runaway electrons rises, and also an increase in the toroidal magnetic field can result in a decrease in intensity of magnetohydrodynamic oscillations which means that for both conditions more of these high‐energy electrons will be generated.     

汽泡在电场作用下的变形

为探明外加电场对汽泡形状的影响规律,本文采用人工注射汽泡的方式,对均匀电场作用下单个汽泡的形状进行了可视化试验研究,计算了汽-液两相系统中的电场分布及汽泡所受的电应力。结果表明:电场作用下汽泡表面所受电应力分布的不均匀性导致汽泡沿与电场相平行的方向拉长,变成扁长椭球形。随着场强的增加,汽泡变形量加剧,汽泡与壁面的接触角逐渐变大。此外,讨论了汽泡变形对电场强化沸腾换热的影响。     

Simultaneous Effects of External Electric Field and Conduction Band Nonparabolicity on Optical Properties of a GaAs Quantum Dot Embedded at the Center of a GaAlAs Nano-Wire

An investigation of the optical properties of a GaAs spherical quantum dot which is located at the center of a Ga1-xAlx As cylindrical nano-wire has been performed in the presence of an external electric field. The band nonparabolieity effect is also considered using the energy dependent effective mass approximation. The energy eigenvalues and corresponding wave functions are calculated by finite difference approximation and the reliability of calculated wave functions is checked by computing orthogonality. Using computed energy eigenvalues and wave functions, the linear, third-order nonlinear and total optical absorption coefficients and refractive index changes are examined in detail. It is found that （i） Presence of electric field causes both blue and red shifts in absorption spectrum; （ii） The absorption coefficients shift toward lower energies by taking into account the conduction band nonparabolicity; （iii） For large values of electric field the effect of conduction band nonparabolieity is less dominant and parabolic band is estimated correctly; （iv） In the presence of electric field and conduction band nonparabolicity the nonlinear term of absorption coefficient rapidly increases by increasing incident optical intensity. In other words, the saturation in optical spectrum occurs at lower incident optical intensities.     

Surface magnetoelectric effect in ferromagnetic metal films

A surface magnetoelectric effect is revealed by density-functional calculations that are applied to ferromagnetic Fe(001), Ni(001), and Co(0001) films in the presence of an external electric field. The effect originates from spin-dependent screening of the electric field which leads to notable changes in the surface magnetization and the surface magnetocrystalline anisotropy. These results are of considerable interest in the area of electrically controlled magnetism and magnetoelectric phenomena.     

应用圆二色光谱研究电场对脂肪酶二级结构的影响

脂肪酶被不同强度的电场处理5 min,用圆二色光谱(circular dichroism, CD)研究电场对脂肪酶(Lipase)二级结构的影响。研究结果表明：在0.5～6.0 kV·cm-1范围内,不同强度的电场对脂肪酶的α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲相对含量的影响程度不同。随场强的增加,各二级结构单元含量呈非单调变化。电场作用可使脂肪酶二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角及无规卷曲发生转化。总体上,电场使脂肪酶的二级结构由α-螺旋、β-折叠向转角及无规卷曲转化。α-螺旋含量和β-折叠的含量降低幅度分别为4.6%～48.0%和13.2%～35.1%,β-转角含量与无规卷曲含量增加幅度分别为2.8%～33.3%和0.9%～48.1%。文章结果对研究电场处理植物种子的宏观生物效应作用机理提供了重要理论依据。     

双外场对费米气体Joule-Thomson效应的调控

研究匀强电场和谐振场构成的双外场对带电费米粒子系统化学势和Joule-Thomson系数的调控作用．在满足Thomas-Fermi近似的条件下,给出有限温度范围内匀强电场和谐振场中带电费米粒子系统的化学势和内能随温度变化的显式函数关系,分析双外场对带电费米粒子系统焦耳-汤姆逊系数的调控作用.研究结果表明：随着温度的升高,带电费米粒子系统的焦汤系数值逐渐由负变正,且临界温度Tc随外电场增强而降低;在适当温度下,外势场的存在会使带电费米粒子系统产生焦耳-汤姆逊正效应.     

双外场对费米气体Joule-Thomson效应的调控简

研究匀强电场和谐振场构成的双外场对带电费米粒子系统化学势和Joule-Thomson系数的调控作用.在满足Thomas-Fermi近似的条件下,给出有限温度范围内匀强电场和谐振场中带电费米粒子系统的化学势和内能随温度变化的显式函数关系,分析双外场对带电费米粒子系统焦耳-汤姆逊系数的调控作用.研究结果表明,随着温度的升高,带电费米粒子系统的焦汤系数值逐渐由负变正,且临界温度Tc随外电场增强而降低.在适当温度下,外势场的存在会使带电费米粒子系统产生焦耳-汤姆逊正效应.