Electrorheological fluid
برقی موصلیت (ای آر) سیال برقی موصلیت والے سیال میں انتہائی باریک غیر موصل لیکن برقی طور پر فعال ذرات (50 مائیکرو میٹر قطر تک) کی معطلی ہیں۔ ان سیالوں کی ظاہری چپچپا برقی میدان کے جواب میں 100,000 تک کی ترتیب سے الٹا تبدیل ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک عام ای آر سیال مائع کی مستقل مزاجی سے جیل تک جا سکتا ہے، اور ملی سیکنڈ کی ترتیب پر رسپانس ٹائم کے ساتھ پیچھے جا سکتا ہے۔ اس اثر کو بعض اوقات اس کے موجد امریکی موجد ولیس ونسلو کے نام پر ونسلو اثر کہا جاتا ہے، جس نے 1947 میں اس اثر پر امریکی پیٹنٹ حاصل کیا اور 1949 میں شائع ہونے والا ایک مضمون لکھا۔ ای آر اثر ظاہری چپچپا میں تبدیلی کا انحصار اطلاق شدہ برقی میدان پر ہوتا ہے، یعنی پوٹینشل کو پلیٹوں کے درمیان فاصلے سے تقسیم کیا جاتا ہے۔ یہ تبدیلی چپچپا پن میں کوئی سادہ تبدیلی نہیں ہے، اس لیے ان سیالوں کو اب پرانی اصطلاح الیکٹرو ویسکس سیالوں کے بجائے ای آر سیالوں کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس اثر کو برقی میدان پر منحصر شیر کی پیداوار کے دباؤ کے طور پر بہتر طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ جب ایک ای آر سیال فعال ہوتا ہے تو وہ بنگھم پلاسٹک (ایک قسم کا وسکولاسٹک مواد) کے طور پر برتاؤ کرتا ہے، جس میں پیداوار کا نقطہ ہوتا ہے جس کا تعین برقی میدان کی طاقت سے ہوتا ہے۔ پیداوار کے نقطہ تک پہنچنے کے بعد، سیال ایک سیال کے طور پر کاٹتا ہے، یعنی۔ انکریمنٹل شیر اسٹریس شیر کی شرح کے متناسب ہوتا ہے (نیوٹنین سیال میں کوئی پیداوار نقطہ نہیں ہوتا ہے اور تناؤ شیر کے براہ راست متناسب ہوتا ہے)۔ لہذا اطلاق شدہ برقی میدان کو ایڈجسٹ کرکے سیال کی حرکت کے خلاف مزاحمت کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ ساخت اور نظریہ ای آر سیال ایک قسم کے ہوشیار سیال ہیں۔ ہلکے سبزیوں کے تیل یا (بہتر) سلیکون تیل میں کارن فلور ملا کر ایک سادہ ای آر سیال بنایا جا سکتا ہے۔ اثر کی وضاحت کے لیے دو اہم نظریات ہیں: انٹرفیسیل ٹینشن یا 'واٹر برج' تھیوری، اور الیکٹروسٹیٹک تھیوری۔ پانی کے پل کا نظریہ تین مراحل کے نظام کو فرض کرتا ہے، ذرات تیسرے مرحلے پر مشتمل ہوتے ہیں جو ایک اور مائع ہے (مثال کے طور پر۔ پانی) مرکزی مرحلے کے مائع کے ساتھ غیر متصل (مثال کے طور پر۔ تیل)۔ کوئی اطلاق شدہ برقی میدان نہ ہونے کی وجہ سے تیسرا مرحلہ مضبوطی سے ذرات کی طرف راغب ہوتا ہے اور ان کے اندر رہتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ای آر سیال ذرات کی معطلی ہے، جو مائع کے طور پر برتاؤ کرتا ہے۔ جب برقی میدان لگایا جاتا ہے تو تیسرا مرحلہ الیکٹرو اوسموسس کے ذریعے ذرات کے ایک طرف چلایا جاتا ہے اور زنجیروں کی تشکیل کے لیے ملحقہ ذرات کو ایک ساتھ باندھ دیتا ہے۔ اس زنجیر کی ساخت کا مطلب ہے کہ ای آر سیال ٹھوس ہو گیا ہے۔ الیکٹروسٹیٹک تھیوری صرف دو مرحلوں کے نظام کو فرض کرتی ہے، جس میں ڈائی الیکٹرک ذرات برقی میدان کے ساتھ منسلک زنجیروں کی تشکیل کرتے ہیں جو کہ میگنیٹوریولوجیکل فلوئڈ (ایم آر) سیالوں کے کام کرنے کے انداز سے ملتے جلتے ہیں۔ ایک ای آر سیال ایک موصلیت میں لیپت کنڈکٹر سے بنے ٹھوس مرحلے کے ساتھ بنایا گیا ہے۔ یہ ای آر سیال واضح طور پر واٹر برج ماڈل کے مطابق کام نہیں کر سکتا۔ تاہم، اگرچہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ کچھ ای آر سیال برقی مستحکم اثر سے کام کرتے ہیں، لیکن یہ ثابت نہیں کرتا کہ تمام ای آر سیال ایسا کرتے ہیں۔ الیکٹروسٹیٹک اثر پر کام کرنے والے ای آر سیال کے ہونے کا فائدہ رساو کرنٹ کا خاتمہ ہے، یعنی۔ ممکنہ طور پر کوئی براہ راست کرنٹ نہیں ہے۔ یقینا، چونکہ ای آر آلات برقی طور پر کیپسیٹرز کی طرح برتاؤ کرتے ہیں، اور ای آر اثر کا بنیادی فائدہ ردعمل کی رفتار ہے، اس لیے ایک متبادل کرنٹ کی توقع کی جانی چاہیے۔ ذرات برقی طور پر فعال ہوتے ہیں۔ وہ فیرو الیکٹرک ہو سکتے ہیں یا، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، ایک موصلیت کے ساتھ لیپت ایک موصل مواد، یا برقی ازموٹک طور پر فعال ذرات سے بنایا گیا ہے۔ فیرو الیکٹرک یا کنڈکٹنگ میٹریل کے معاملے میں، ذرات میں ہائی ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتا ہے۔ کنڈکٹر کے ڈائی الیکٹرک مستقل کے بارے میں یہاں کچھ الجھن ہو سکتی ہے، لیکن "اگر اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ کسی مواد کو برقی میدان میں رکھا جائے تو اس میدان کی شدت ڈائی الیکٹرک کے حجم کے اندر پیمائش کے مطابق کم ہو جائے گی" (مرکزی صفحہ دیکھیں: ڈائی الیکٹرک مستقل)، اور چونکہ ایک مثالی کنڈکٹر میں برقی میدان صفر ہے، تو اس تناظر میں کنڈکٹر کا ڈائی الیکٹرک مستقل لامحدود ہے۔ ایک اور عنصر جو ای آر اثر کو متاثر کرتا ہے وہ الیکٹروڈ کی جیومیٹری ہے۔ متوازی نالی والے الیکٹروڈ کے تعارف نے ای آر اثر میں معمولی اضافہ ظاہر کیا لیکن عمودی نالی والے الیکٹروڈ نے ای آر اثر کو دوگنا کر دیا۔ برقی طور پر پولرائز ایبل مواد کے ساتھ الیکٹروڈ کو کوٹنگ کرکے ای آر اثر میں بہت زیادہ اضافہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ یہ ڈائی الیکٹروفورسس کے معمول کے نقصان کو مفید اثر میں بدل دیتا ہے۔ اس کا اثر ای آر سیال میں رساو کے دھاروں کو کم کرنے کا بھی ہوتا ہے۔ وشال الیکٹروریوولوجیکل (جی ای آر) سیال 2003 میں دریافت کیا گیا تھا، اور یہ بہت سے دوسرے ای آر سیالوں کے مقابلے میں زیادہ پیداوار کی طاقت کو برقرار رکھنے کے قابل ہے۔ جی ای آر سیال سلیکون تیل میں معطل بیریوم ٹائٹینیم آکسیلیٹ کے یوریا لیپت نینو پارٹیکلز پر مشتمل ہوتا ہے۔ زیادہ پیداوار کی طاقت ذرات کے اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل، ذرات کے چھوٹے سائز اور یوریا کوٹنگ کی وجہ سے ہوتی ہے۔ جی ای آر کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ برقی میدان کی طاقت اور پیداوار کی طاقت کے درمیان تعلق برقی میدان کے 1 کے وی/ملی میٹر تک پہنچنے کے بعد لکیری ہوتا ہے۔ جی ای آر ایک اعلی پیداوار کی طاقت ہے، لیکن بہت سے دوسرے ای آر سیالوں کے مقابلے میں کم برقی میدان کی طاقت اور کم موجودہ کثافت سیال ہے۔ معطلی کی تیاری کا طریقہ کار بیان کیا گیا ہے۔ سب سے بڑی تشویش ذرات کی تیاری کے لیے آکسیلیک ایسڈ کا استعمال ہے کیونکہ یہ ایک مضبوط نامیاتی ایسڈ ہے۔ ای آر سیالوں کا عام اطلاق تیز رفتار کام کرنے والے ہائیڈرولک والو اور چنگل میں ہوتا ہے، جس میں پلیٹوں کے درمیان علیحدگی 1 ملی میٹر کی ترتیب میں ہوتی ہے اور لاگو صلاحیت 1 کے وی کی ترتیب میں ہوتی ہے۔ آسان الفاظ میں، جب برقی میدان لگایا جاتا ہے، تو ای آر ہائیڈرولک والو بند کر دیا جاتا ہے یا ای آر کلچ کی پلیٹیں ایک ساتھ بند کر دی جاتی ہیں، جب برقی میدان کو ہٹا دیا جاتا ہے تو ای آر ہائیڈرولک والو کھلا ہوتا ہے یا کلچ پلیٹیں الگ کر دی جاتی ہیں۔ دیگر عام ایپلی کیشنز ای آر بریکس میں ہیں (بریک کو ایک طرف سے فکسڈ کلاچ کے طور پر سوچیں) اور شاک آبزوربرز (جسے بند ہائیڈرولک سسٹم کے طور پر سوچا جا سکتا ہے جہاں شاک کو والو کے ذریعے سیال پمپ کرنے کی کوشش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے)۔ ان سیالوں کے بہت سے نئے استعمال ہیں۔ ممکنہ استعمال درست کھرچنے والی پالش میں اور ہیپٹک کنٹرولرز اور ٹچائل ڈسپلے کے طور پر ہوتے ہیں۔ ای آر سیال کو لچکدار الیکٹرانکس میں ممکنہ ایپلی کیشنز کے لیے بھی تجویز کیا گیا ہے، جس میں سیال کو رول ایبل اسکرینز اور کی پیڈ جیسے عناصر میں شامل کیا گیا ہے، جس میں سیال کی چپچپا بدلنے والی خصوصیات رول ایبل عناصر کو استعمال کے لیے سخت ہونے کی اجازت دیتی ہیں، اور استعمال میں نہ ہونے پر اسٹوریج کے لیے رول اور پیچھے ہٹنے کے لیے لچکدار ہوتی ہیں۔ موٹرولا نے 2006 میں موبائل ڈیوائس ایپلی کیشنز کے لیے پیٹنٹ کی درخواست دائر کی۔ مسائل اور فوائد ایک بڑا مسئلہ یہ ہے کہ ای آر سیال معطل ہوتے ہیں، اس لیے وقت کے ساتھ وہ آباد ہو جاتے ہیں، اس لیے جدید ای آر سیال اس مسئلے سے نمٹتے ہیں جیسے کہ ٹھوس اور مائع اجزاء کی کثافت کا ملاپ، یا نینو پارٹیکلز کا استعمال کرتے ہوئے، جو ای آر سیالوں کو میگنیٹوریولوجیکل سیالوں کی نشوونما کے مطابق لاتا ہے۔ ایک اور مسئلہ یہ ہے کہ ہوا کا بریک ڈاؤن وولٹیج ~ 3 کے وی/ملی میٹر ہے، جو ای آر آلات کو چلانے کے لیے درکار برقی میدان کے قریب ہے۔ ایک فائدہ یہ ہے کہ ایک ای آر ڈیوائس اثر کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہونے والی برقی طاقت سے کافی زیادہ مکینیکل طاقت کو کنٹرول کر سکتا ہے، یعنی۔ یہ پاور ایمپلیفائر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ لیکن سب سے بڑا فائدہ ردعمل کی رفتار ہے۔ بہت کم دوسرے اثرات ہیں جو اتنی بڑی مقدار میں مکینیکل یا ہائیڈرولک پاور کو اتنی تیزی سے کنٹرول کرنے کے قابل ہیں۔ بدقسمتی سے، شیر یا بہاؤ کے طریقوں میں استعمال ہونے والے زیادہ تر برقی سیالوں کے ذریعے ظاہر چپچپا پن میں اضافہ نسبتا محدود ہے۔ ای آر سیال نیوٹنین مائع سے جزوی طور پر کرسٹل لائن "سیمی ہارڈ سلش" میں بدل جاتا ہے۔ تاہم، مائع سے ٹھوس مرحلے میں تقریبا مکمل تبدیلی اس وقت حاصل کی جا سکتی ہے جب الیکٹروروولوجیکل سیال اضافی طور پر کمپریسیو تناؤ کا تجربہ کرتا ہے۔ اس اثر کا استعمال برقی بریل ڈسپلے اور بہت موثر چنگل فراہم کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ یہ بھی دیکھیں کہ کنٹینم میکانکس ڈیبی-فالکن ہیگن ہیگن اثر الیکٹرو ایکٹیو پولیمر الیکٹروڈھیژن الیکٹرو وسکس اثرات فیروفلوئڈ فلوئڈ میکانکس میگنیٹوریولوجیکل فلوئڈ الیکٹروویٹنگ اسمارٹ فلوئڈ حوالہ جات اسمارٹ مواد