Erste Anwendungen in der Automobiltechnik sind marktreif
Flüssigkeiten werden auf Knopfdruck fest oder flüssig

Smarte Flüssigkeiten haben eine besondere Eigenschaft: Sie werden beim Anlegen von elektrischer Spannung oder Magnetfeldern innerhalb von Sekundenbruchteilen fest. Jetzt steht die Technologie an der Schwelle zur Anwendung.

hsn DÜSSELDORF. Ein Knopfdruck genügt, und die gerade noch flüssige, milchig weiße Suspension ist fest und zäh wie Gelee. Diese Eigenschaft macht elektro-rheologische Flüssigkeiten - wie sie von den Fachleuten bezeichnet werden - für zahlreiche Anwendungen interessant, wie etwa verschleißarme Bremsen, leistungsfähige hydraulische Anlagen oder berührungsempfindliche Displays. Bekannt ist der Effekt bereits seit mehr als 50 Jahren. Doch erst jetzt steht die Technologie an der Schwelle zur Anwendung.

Der verblüffende Effekt ist leicht zu erklären: In einer hochisolierenden Flüssigkeit wie etwa Silicon- oder Mineralöl sind Milliarden von elektrisch polarisierbaren Teilchen gleichmäßig verteilt. Das ändert sich, sobald Spannung anliegt. In einem elektrischen Feld bilden die Partikel Dipole mit Plus- und Minus-Ladungen und verbinden sich zu langen Ketten: Die Flüssigkeit zwischen den Elektroden wird fest. "Das Ganze geht sehr schnell. Innerhalb von Millisekunden sind die Teilchen polarisiert, und die Suspension erstarrt zu einem zähen Gel", sagt Holger Böse, Leiter des Bereichs Disperse Systeme am Fraunhofer für Silicatforschung-Institut (ISC) in Würzburg.

Schaltet man den Strom ab, zerfallen die Partikelketten, und die Suspension ist wieder flüssig. Ähnlich funktionieren auch die magnetorheologischen Flüssigkeiten. Sie enthalten magnetisierbare Partikel. Legt man ein Magnetfeld an, richten sich diese Teilchen aus wie Eisenspäne zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten. "Zur Zeit sind die magnetorheologischen Flüssigkeiten in der Anwendung weiter als ihre elektrorheologischen Schwestern", beschreibt der Forscher den Stand der Entwicklung. So bietet die amerikanische Firma Lord bereits erste Produkte an, die mit magnetorheologischen Flüssigkeiten arbeiten. Die smarten Flüssigkeiten dämpfen Fahrersitze in Lastwagen oder dienen als Bremsen in Fitnessgeräten. General Motors setzt sie seit vorigem Jahr in Stoßdämpfern von Autos ein. In Deutschland arbeiten die ISC-Forscher mit Partnern an einem Motorlager, das mit Hilfe der magnetorheologischen Flüssigkeiten den Fahrkomfort erhöht.

Interessant sind die smarten Flüssigkeiten auch für hydraulische Anlagen. Sie können die verschleißanfälligen, mechanischen Ventile ersetzen. Bei elektrorheologischen Verfahren ist die Flüssigkeit selbst das Ventil. Wird Spannung angelegt, verstopft sie wie ein Pfropf - und das bis zu 500 Mal pro Sekunde. Die Forscher stellen die Anwendungen auf dem Ausstellungsschiff "MS Chemie" vor, das vom 9. Juli an aus Anlass des Jahres der Chemie auf dem Rhein unterwegs ist.

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