Deformation of magnetic active elastomers in magnetic field

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Magnetoactive (aka magnetorheological) elastomer is a composite material consisting of an elastic matrix and magnetic filling substance. A study has been given to the magnetic field-induced deformation of the material. Influenced by non-homogeneous fields, samples of the elastomer have been noticed to exhibit elongations by hundreds of percent. When magnetized, the material filled with magnetically hard particles may exhibit field-induced deformation occurring in a complicated way. In a magnetic field, it reversibly gains a degree of roughness resulting in improved hydrophobicity. In addition, the composite increases in rigidity by tens of percent. Such magnetoactive elastomer may be considered a prospective material to find application in robotics and field-controlled damping units.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. V. Stepanov

State Research Institute for Chemistry and Technology of Organoelement Compounds

Author for correspondence.
Email: gstepanov@mail.ru
Russian Federation, Moscow

P. A. Storozhenko

State Research Institute for Chemistry and Technology of Organoelement Compounds

Email: gstepanov@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Shiga T., Okada A., Kurauchi T. // J. Appl. Polym. Sci. 1995. V. 58. P. 787.
  2. EP 0784163. 1996. Variable stiffness bushing using magnetorheological elastomers.
  3. Jolly M.R., Carlson J.D., Munoz B.C. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 1996. No. 7. P. 613.
  4. Jolly M.R., Carlson J.D., Munoz B.C. // Smart Mater. Struct. 1996. V. 5. No. 5. P. 607.
  5. Zrínyi M., Barsi L., Büki A. // J. Chem. Phys. 1996. V. 104. No. 21. P. 8750.
  6. Zrı́nyi M., Barsi L., Szabó D., Kilian H.-G. // J. Chem. Phys. 1997. V. 106. No. 13. P. 5685.
  7. Nikitin L.V., Mironova L.S., Stepanov G.V., Samus A.N. // Polymer Sci. A. 2001. V. 43. No. 4. Р. 443.
  8. Nikitin L.V., Stepanov G.V., Mironova L.S., Gorbunov A.I. // JMMM. 2004. V. 272—276. P. 2072.
  9. Алехина Ю.А., Макарова Л.А., Наджарьян Т.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 7. С. 882; Alekhina Y.A., Makarova L.A., Nadzharyan T.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 7. P. 801.
  10. Амиров А.А., Каминский А.С., Архипова Е.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 6. С. 813; Amirov A.A., Kaminskiy A.S., Arkhipova E.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 6. P. 715.
  11. Кузнецова И.Е., Колесов В.В., Зайцев Б.Д. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 8. С. 1048; Kuznetsova I.E., Kolesov V.V., Zaitsev B.D. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2017. V. 81. No. 8. P. 945.
  12. Степанов Г.В., Крамаренко Е.Ю., Перов Н.С. и др. // Вест. Перм. ПНИПУ. Механика. 2013. № 4. С. 106.
  13. Степанов Г.В., Кириченко С.И., Махаева Е.Е., Крамаренко Е.Ю. // ВМС. Сер. А. 2023. Т 65. № 2. С. 104; Stepanov G.V., Kirichenko S.I., Makhaeva E.E. et al. // Polym. Sci. Ser. A. 2023. V. 65. P. 157.
  14. Zimmermann K., Naletova V.A., Zeidis I. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2007. V. 311. No. 1. P. 450.
  15. Stepanov G.V., Chertovich A.V., Kramarenko E.Y. // JMMM. 2012. V. 324. No. 21. P. 3448.
  16. Kramarenko E.Yu., Chertovich A.V., Stepanov G.V. et al. // Smart Mater. Struct. 2015. V. 24. Art. No. 035002.
  17. Borin D.Yu., Stepanov G.V., Odenbach S. // J. Phys. Conf. Ser. 2013. V. 412. Art. No. 012040.
  18. Borin D.Yu., Stepanov G.V. // J. Optoelectr. Adv. Mater. 2013. V. 15. No. 3—4. P. 249.
  19. Borin D., Stepanov G., Musikhin A. // Polymers. 2020. V. 12. No. 10. Art. No.2371.
  20. Sorokin V.V., Sokolov B.O., Stepanov G.V., Kramarenko E.Yu. // JMMM. 2019. V. 459. P. 268.
  21. Stepanov G.V., Abramchuk S.S., Grishin D.A. et al. // Polymer. 2007. V. 48. P. 488.
  22. Stepanov G.V., Borin D.Yu., Raikher Yu.L, Melenev P.V. // J. Phys. Cond. Matter. 2008. V. 20. Art. No. 204121.
  23. http://www.magnetolab.ru/video/video7_00.mp4.
  24. Borin D.Yu., Stepanov G.V. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2015. V. 26. No. 14. P. 1893.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of the elongation of the sample in a non-uniform magnetic field on the magnitude of the magnetic field on the surface of the electromagnet: 1 - deformation parallel to the direction of structuring (direction A-A, b), 2 - deformation perpendicular to the direction of structuring (direction B-B, b)

Download (151KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Multipolar magnetization of the MAE strip. Diagram of the magnetization of the MAE strip and photographs of the bending of the magnetized MAE in a magnetic field.

Download (147KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Changes in surface structure under the influence of a magnetic field. Conditional magnification ×10. The scale of the two images is the same. Initial (a) and in a magnetic field of 100 mT (b). Photograph of a 3D profile of the MAE sample surface without a magnetic field (c) and in a magnetic field of 200 mT (d). Magnification ×500.

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Surface structure after polymerization of liquid MAE film in a magnetic field.

Download (372KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of voltage on the relative elongation of MAE without a field (1) and in a magnetic field of different strengths (curves 2–20 mT, 7–270 mT).

Download (86KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».