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Nuevos Materiales Magneto-reológicos (MR) termosensibles, estables y con alta respuesta MR, en la frontera entre los fluidos y elastómeros MR convencionales

Los fluidos MR son sistemas coloidales en los que una fase tiene respuesta magnética, es decir, se magnetiza en presencia de campos magnéticos externos. Por lo general, los fluidos MR están constituidos por una fase particulada sólida y magnetizable que se encuentra dispersa en un medio portador no magnético. Cuando se aplica un campo magnético a dicha dispersión, las micropartículas magnéticas se magnetizan y en consecuencia agregan en la dirección de las líneas de campo magnético. Las estructuras particuladas resultantes conllevan cambios en las propiedades de flujo (reológicas) del coloide de manera que, por ejemplo, la viscosidad de cizalla aumenta, y tanto más cuanto mayor es la intensidad del campo aplicado. Si el campo es suficientemente grande, incluso es posible la aparición de un esfuerzo umbral a la escala de tiempo explorada.Por otro lado, los elastómeros MR son los análogos sólidos de los fluidos MR. Por lo general se fabrican mediante dispersión de micropartículas de hierro en una matriz polimérica que cura en presencia de un campo magnético. Mientras que los fluidos MR operan en la región de flujo, los elastómeros lo hacen en la zona de preflujo.

En esta invención se propone el uso de medios portadores termosensibles que permiten al material MR comportarse como líquido, sólido o de forma visco-elástica según la temperatura a la que esté sometido. Es decir, su comportamiento mecánico es controlable externamente (variando la temperatura) y comprende un intervalo de comportamientos delimitado por los extremos: líquido (fluido MR) y sólido (elastómero MR). En un primer ejemplo de la invención se utilizan soluciones de copolímeros tribloque que evolucionan hacia una fase cristalina de cristal líquido al calentar, mientras en un segundo ejemplo se emplean dispersiones concentradas de microgeles que alcanzan el máximo empaquetamiento al bajar la temperatura y formarse un vidrio coloidal repulsivo.

Los nuevos materiales MR objeto de esta invención son directamente aplicables en los sectores de la automoción y mecánica, concretamente en dispositivos de transmisión de torque, y con especial énfasis en amortiguadores, frenos y embragues, favoreciendo la regulación de la dureza de éstos. También se podrían aplicar como sistemas de liberación de fármacos inteligentes.

Innovaciones

- Los nuevos materiales exhiben comportamientos viscoelásticos intermedios entre los extremos líquidos (fluidos MR) y sólidos (elastómeros MR) mediante el uso de medios portadores termosensibles, concretamente copolímeros tribloque y microgeles termosensibles.

- Se impide la sedimentación de las micropartículas de hierro dispersas cuando el medio portador opera en regimen sólido.

- Se consiguen efectos MR muy elevados cuando el medio portador opera en el regimen líquido.

Ventajas

Estos materiales MR termosensibles presentan un elevado efecto MR cuando el medio portador opera en el regimen líquido y las micropartículas de hierro que contienen no sedimentan en presencia de gravedad cuando el medio portador opera en el regimen sólido. Estos nuevos materiales MR tienen un comportamiento intermedio entre fluidos MR y elastómeros MR. Además son económicos y fáciles de formular pues la composición de los mismos se simplifica enormemente frente a la de un material MR convencional, no son tóxicos y son compatibles con el medio ambiente.

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