溫斯洛現象

我們通常看到液體變固體或固體變液體，或液體變氣體或氣體變液體，似乎只和溫度有關。比如水吧，冷卻到0℃就變成固體，即冰；加熱到100℃就變成水蒸氣，即氣體。當然，這種變化也和壓力有關，比如在青藏高原，水不到100℃就會沸騰變成蒸汽，因為那兒的氣壓不到一個大氣壓。
但世界之大無奇不有。那是在1947年，有一個叫溫斯洛的美國人，用石膏、石灰和碳粉加在橄欖油中，然後加水攪拌成一種懸浮液，他想看看這種懸浮液是不是能導電。在試驗中，他意外地發現一個奇怪的現象，即這種懸浮液在沒有加上電場時，可以像水或油一樣自由流動；可是當一加上電場時，幾毫秒內就立即由自由流動的液體變成固體；而且隨電場強度和電壓的增加，固體的強度也增加。同時這種現象也能“反過來”進行，即當撤消電場時，它又能立即由固體變回到液體。
因為這種懸浮液的狀態可以用電場來控制，科學家把它稱為電流變體。並把這種現象稱為“溫斯洛現象”或“電流變現象”。溫斯洛還為此申請了專利。溫斯洛的發現和試驗引起了科學家極大的興趣和熱情，因為這種能用電場控制來改變物質狀態的現象，有可能用來實現把高速計算機的電信號指令直接變成機械動作。
人們最先想到的是用電流變體來製造汽車的離合器和剎車裝置。汽車司機都知道，改變行車速度要換擋，這就要用離合器，而換擋至少也要秒把鐘的時間，遇到緊急情況剎車時，司機踩剎車讓剎車片緊緊“抱住”旋轉的輪子，也至少需要1秒左右的時間，可在這1秒的時間內，就有可能車毀人亡；而如果用電流變體做離合器或剎車裝置，就只需要千分之幾秒的時間就可以達到換擋或剎車的目的。因為只要一按電鈕，電流變體就立即變成固體，起到換擋和剎車作用。為了讓你明白這個原理，只要看一下電流變離合器示意圖就清楚了。當不加電場時，電流變體為液體，黏度很小，等於汽車掛不上擋；當加上電場後，電流變體的黏度隨電壓的增加而增大，能傳遞的力矩也增加；當電流變體變成固體時，主動軸就和滑動輪結合成一個整體，等於換上了擋，而這個過程也就千分之幾秒。剎車的原理也是這樣。
近幾年科學界正在研究有“感覺”和有“知覺”的仿生智慧型材料，而電流變體正好適應這一要求，因為智慧型材料的顯著特點之一就是能隨外界環境的變化自動調節其功能。比如電流變體能隨施加的電壓不同而改變自身的強度，因而可以充當智慧型材料的“肌肉”。因為一使勁(加上電壓)肌肉就變硬，肌肉一放鬆(撤掉電壓)肌肉就變軟。電流變體通過開閉電場也能變硬和變軟，其作用就相當於“肌肉”。
1991年，美國科學家甘迪還用電流變體研製了一種能自動加固的直升機水平旋翼葉片。當葉片在飛行中突然遇到疾風而猛烈振動有可能斷裂時，葉片中事先埋入的電流變體就可變成固體，從而實現自動加固。總之，電流變體的套用有可能開闢一個新世界，因此，美國密執安大學材料冶金系的教授菲利斯科甚至預言：“電流變體有可能產生比半導體更大的革命。”