Баллада о сейсмостойкости: MR-жидкость

Баллада о сейсмостойкости: MR-жидкость

Надо сказать, что жидкость, которая превращается в твердую субстанцию мгновенно под воздействием магнитного поля, пытались изобрести давно. Американский ученый Джейкоб Рэбиноу получил патент на подобный материал еще в 1940-х годах, но дальше патента дело не продвинулось.

Проблема как Рэбиноу, так и других ученых была в невозможности четко контролировать магнитные поля и, соответственно, переходы жидкости из одного состояния в другое. Но появившиеся в 1990-х микропроцессоры позволили решить эту проблему. MR-жидкость состоит из трех компонентов:
— частицы карбонила железа (20- 40% состава) диаметром 3-5 микрометров. Именно они обладают магнитными свойствами и способствуют превращению жидкости в твердый материал. Собственно, от плотности магнитного поля вокруг и зависит плотность получаемого в результате затвердевания материала;
— жидкий носитель — обычно масло, в котором плавает карбонил железа. Это жидкая составляющая MR-жид кости;
-дополнительный компонент, который компания LORD держит в секрете. Если просто смешать частицы железа с маслом, то MR-жидкость, конечно, не получится: корпорация держится за свое ноу-хау.

Теперь обратим внимание на сейсмическую сторону вопроса.
В результате сейсмической активности частота колебаний высоких зданий и длинных мостов может совпасть с их собственной частотой колебаний, что приведет к резонансу и, соответственно, к разрушению. Поэтому, к примеру, мосты опираются на очень массивные, монолитные быки — во избежание эффекта резонанса и обрушения. Опять же чем чаще расположены опоры, тем меньше вероятность катастрофы.

MR-жидкость позволяет создавать специальные амортизаторы для зданий, демпфирующие устройства. Амортизаторы, работающие по различным принципам, используются повсеместно. Схема использования демпфирующих устройств для здания показана на рисунке. Когда сейсмическая обстановка не вызывает проблем, MR-жидкость хранится в твердом состоянии.

Когда земля начинает активизироваться, контроллер посылает сигнал, магнитные поля отключаются /включаются в зависимости от того, куда «кренится» здание, и жидкость, перемещаясь, гасит волны и даже смещает центр тяжести здания, позволяя тому балансировать, подобно канатоходцу.

В зависимости от размера здания может использоваться до нескольких сотен демпферов на одно сооружение. Они могут жестко крепиться к полу и укрепляться дополнительными шевронами двутаврового сечения.
Эта технология пока слишком дорога и, в общем, доступна только клиентам LORD Corporation, монополиста в этой области. Но, кто знает, может, в будущем технологии, связанные с использованием MR-жидкости, окажутся столь совершенными, что такими демпферами будет оборудован каждый дом и ни одно здание в мире не будет бояться землетрясений?

Автор

Запись опубликована 1 Июнь 2011 в разделе Технологии