域。
[0026]沉降的速率或沉降速率通常是指沉降速率常数(总沉降速率常数(Ko)、恒速阶段的沉降速率常数(Kc)和下降速率常数(Kf))之间的关系。
[0027]术语“高润湿性绝缘液”是指，在绝缘液中，分散剂在尿素包被的金属盐纳米复合物颗粒表面的浸润角小于90度。
[0028]根据本发明，形成复合材料的颗粒以产生尿素包被的纳米颗粒复合物。然后，将所述复合物悬浮于电绝缘性疏水液体(高润湿性绝缘液)中，使其体积分数介于0.05和0.7之间。
[0029]所述复合的尿素包被的颗粒为草酸盐形式的金属盐，其中所述复合颗粒还包含极性分子添加剂。合适的金属包括但不限于钡、铷和钛中的一种或多种。
[0030]所述复合的尿素包被的颗粒还可以包含促进剂，该促进剂选自由尿素、丁酰胺和乙酰胺、以及泊洛沙姆表面活性剂组成的组中。
[0031]可以向高润湿性绝缘液或尿素包被的纳米颗粒或纳米复合物中添加极性分子添加剂。不受理论的限制，所述极性分子添加剂在某些情况下产生极化作用。在极化作用中，电极化、离子/非离子极化和分子极化通常与ER效应同时发生。
[0032]本发明的组合物和方法所涉及的极性分子添加剂通过改善GER液的流动性能并防止纳米颗粒沉淀，在普通的操作温度范围内能够表现出合适的性能，例如低沉降速率，快速再分散性，宽的剪切可控性范围。极性分子添加剂可以为表面活性剂。具体而言，极性分子添加剂可以为但不限于阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、弱极性表面活性剂及其组合物。表面活性剂的例子包括但不限于尿素、咪唑鑰化合物(imidazolium compound)、十二烧基磺酸钠、十八烧基三甲基氯化钱、十二烧基苯磺酸钠(SDBS)Jj^ja (tween)80、斯潘(span)80、Triton X-100、聚乙二醇 400、三乙醇胺、泊洛沙姆及其混合物。表面活性剂可以是弱极性的，诸如例如SDBS。阴离子表面活性剂可以为但不限于咪唑鑰化合物、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、SDBS及其混合物。阳离子表面活性剂可以为但不限于十八烷基三甲基氯化铵。非离子表面活性剂可以为但不限于聚山梨酯80、脱水山梨糖醇单油酸酯80、辛基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺、尿素及其混合物。
[0033]极性分子添加剂可以为所述纳米复合物的0.1-20.0wt %，优选0.67-16.7wt%。极性分子添加剂通常占总流体的0.2-5.0wt%。
[0034]用于本发明的组合物和方法的高润湿性绝缘液(分散或悬浮相或液)为那些能够用作绝缘液的材料。该液体在普通的10-120°C的操作温度范围内必须具有足够的稳定性，并且在未施加电场时具有小于I泊的低的粘度。具体地，所述液体必须能够包纳金属盐纳米复合物。理想的分散液材料应当具有高的沸点、高的破坏强度和好的润滑性能。通常，分散相具有低的介电常数，并且除了由于其粘度而影响ER液的响应时间以外，应对ER效应没有大的影响。在GER液的情况中，固体颗粒和流体之间的润湿特性对于ER效应是至关重要的。颗粒材料可以被分散在含有两种不同的分散相的液体混合物中以改善稳定性和ER效应。
[0035]高润湿性绝缘液的例子包括例如，具有不同末端官能团(例如羟基、甲基或缩水甘油基)的油类。油类包括但不限于硅油、变压器油、矿物油、橄榄油或其混合物。
[0036]在添加极性分子添加剂之前，纳米复合物颗粒会从油中发生相分离。非润湿现象导致纳米复合物颗粒之间的距离大，即使在高电场下也是如此。添加极性分子添加剂以产生诱导的润湿环境，其中由于疏水与亲水成分在颗粒和与极性分子添加剂桥连的油中形成网络的介导效应，颗粒与油之间的表面张力明显降低，由此使得颗粒分散并在施加的电场下移动而彼此靠近。不受理论的束缚，颗粒和分散相之间靠近接触是较低的沉降速率所必需的。
[0037]ER效应在l_5kV/mm下明显。液体至固体的转变可以在1-1Oms之间发生，并且当电场移除后是可逆的。对于某些ER液，施加强电场(通常在l-5kV/cm范围内)可以导致各向异性固体，其可达到的屈服应力约超过2百KPa。由于流变性能的改变通常在小于1ms内完成并且是可逆的，因此，ER液潜在地可以作为将电信号转换为机械运动的界面，这使有效可控的离合器、阻尼器、阀门、锁等成为可能。
[0038]例子
[0039]实施例1:制备金属盐纳米复合物
[0040]将3.63g氯化铷和73.35g氯化钡溶解在225ml 50-70°C蒸馏水中。与此同时，将94.56g草酸溶解在750ml、65 °C的温水浴中，并进行超声。向上述温水浴中缓慢添加330g的氯化钛水溶液(氯化钛占溶液的1wt% )。将氯化铷和氯化钡的混合溶液与所述添加了氯化钛的温水浴混合，同时加入45g尿素以形成白色胶体，然后冷却到室温。在洗涤和过滤之后，干燥沉淀物。该沉淀物为尿素包被的金属盐纳米复合物。
[0041 ] 实施例2:添加极性分子添加剂从而制备GER液
[0042]将30g实施例1制备的金属盐纳米复合物与0.2g SDBS和70g硅油合并，在球磨机中将该混合物研磨30分钟，然后在20-40°C下以最大功率进行超声处理(超声仪:LUKADENT公司，28H Ultrasonik,，C “)I小时。将混合物在真空冷冻干燥机中处理12小时，从而去除任何多余的水。然后测试添加表面活性剂的GER液的多种特性。
[0043]实施例3:添加极性分子添加剂从而制备GER液
[0044]将30g实施例1制备的金属盐纳米复合物与l.0g SDBS和70g硅油合并，在球磨机中将该混合物研磨30分钟，然后在20-40°C下以最大功率进行超声处理(超声仪:LUKADENT公司，28H Ultrasonik,，C “)I小时。将混合物在真空冷冻干燥机中处理12小时，从而去除任何多余的水。然后测试添加表面活性剂的GER液的多种特性。
[0045]实施例4:添加极性分子添加剂从而制备GER液
[0046]将30g实施例1制备的金属盐纳米复合物与5.0g SDBS和硅油70g合并，在球磨机中将该混合物研磨30分钟，然后在20-40°C下以最大功率进行超声处理(超声仪:LUKADENT公司，28H Ultrasonik,，C “)I小时。将混合物在真空冷冻干燥机中处理12小时，从而去除任何多余的水。然后测试添加表面活性剂的GER液的多种特性。
[0047]对比例1:不添加极性分子添加剂
[0048]按照文献“Thegiant electrorheological effect in suspens1ns ofnanoparticles, Nature Materials, 2, 727 (2003) ”所述的方法制备 GER 液，该 GER液不添加任何极性分子添加剂。
[0049]测试例1:动态屈服应力
[0050]测试实施例2-4和对比例I的GER液的动态屈服应力，结果如图1 (a)所示。
[0051]动态屈服应力的测试方法如下:函数发生器(PM5134(Philips))用来产生线性的阶梯函数信号驱动高压直流源(SPELLMAN SL300)。温度用油浴箱(Thermo Haaka)调节。实验数据由软件Rheowin收集。应力和时间的数据图在较低的剪切速率0.lrad/s下得到。动态屈服应力的数值为应力时间的曲线在电场作用下突然改变曲率后的平台值。
[0052]测试例2:粘度
[0053]测试实施例2-4和对比例I的GER液的粘度，结果如图1 (b)所示。
[0054]粘度的测试方法如下:流体性质利用圆板形粘度计(Haake RS 1，8mm直径)测量，间距为1_。
[0055]测试例3:电流密度
[0056]测试实施例2-4和对比例I的GER液的电流密度，结果如图1