KR20010019614A

KR20010019614A - 다상계 전기유변유체

Info

Publication number: KR20010019614A
Application number: KR1019990036128A
Authority: KR
Inventors: 박오옥; 진병두
Original assignee: 윤덕용; 한국과학기술원
Priority date: 1999-08-28
Filing date: 1999-08-28
Publication date: 2001-03-15
Also published as: US6645403B1

Abstract

본 발명은 다상계 전기유변유체에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 전기유변유체의 구성성분에 연속상을 이루는 액체와 서로 혼합되지 않는 액체성분을 에멀젼 (emulsion) 형태로 첨가함으로써 기존의 고체입자-오일 현탁계로 구성된 전기유변유체에 비해 특성이 향상된 고형입자(solid particle)와 액적(liquid droplet)이 동시에 분산되어 있는 전기유변유체 (Electrorheological Fluid)에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 연속상과 분산상을 이루는 액체의 점도와 전기적 특성 등을 조절하여 최적조건을 설정함으로써 분산입자 분율을 지나치게 높이지 않고도 유체의 항복응력을 크게 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 다상계 전기유변유체를 제공함에 있다.

본 발명에 의한 다상계 전기유변유체는 일반적으로 전기유변유체를 구성하는 입자(분산상) / 분산매질(연속상) 현탁계에 연속상과 혼합되지 아니하는 에멀젼 액적을 추가적인 분산상으로 도입함으로써, 전기장 하에서 액적과 분산입자, 분산입자끼리간의 상호작용에 의한 미세구조 변화를 이용하여 전기유변학적 활성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

다상계 전기유변유체 {Electrorheological Fluids Dispersed Multi-Phase}

전기유변유체는 수 밀리초 (millisecond)의 빠른 응답 시간을 갖고 전기장의 변화에 대응하여 그 점도 조절이 가능하기 때문에 전기적으로 작동하는 능동형 현수장치, 밸브, 브레이크, 및 인공관절 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.

전기유변현상 (electrorheological (ER) phenomenon)은 외부 전기장이 부과될 경우 나타나는 현탁액의 유변학적 물성의 변화에 관련된 것이다. 전기유변유체는 전기장이 없을 때는 일반 뉴톤유체와 같은 거동을 보이지만 전기장 하에서 고체화되어 흐름에 대한 강한 저항을 나타낸다. 전기유변유체에서 보이는 점도의 커다란 증가는 현탁액의 미세구조(microstructure)의 변화에 의해서 이루어진다. 정지해 있는 현탁액에 전기장을 가하면 입자 내부 혹은 표면에서 발생하는 분극 (polarization) 현상에 의하여 입자들이 재배열하고 섬유구조(fibril structure)를 형성하여 전극 사이를 연결한다. 여기에 전기장에 수직하게 변형을 가하면 입자들의 섬유구조가 뒤틀린다. 이러한 변형에서 소비되는 에너지의 결과로 점도의 증가가 나타나게 된다. 이 때의 항복 응력은 전기장의 세기가 커짐에 따라 증가하고, 가해진 전단 응력이 유체의 항복 응력보다 커지면 유체가 흐르게 된다. 전기장에 대한 전기유변유체의 응답시간은 10^-3초 수준으로 매우 빠르며 가역적 이어서 전기 신호를 기계적 장치에 전달하는 우수한 매개체로서 활용이 가능하다. 전기유변유체를 이용한 클러치, 엔진마운트, 고속밸브, 진동제어용 능동현수장치 등을 비롯한 많은 기계장치들이 제안된 바 있다.

많은 분산매질과 입자들이 전기유변유체의 구성성분으로서 개시되어 있다 (미합중국 특허 제 3,397,147호 ; 제 4,483,788호 ; 제 4,502,973호 ; 제 4,668,417호). 일반적으로 전기유변유체는 분산입자에 소량의 수분이 흡착되어 있어서(입자 무게의 10%이내) 전기장이 부과될 때 나타나는 이온분극 현상으로 인하여 전극 사이를 연결하는 사슬 구조를 형성하거나 입자-입자 사이에서의 수분 가교 구조 형성으로 전기유변효과를 보이는 것으로 알려져 있었다.

이러한 유체들의 전기유변활성은 수분함량의 변화에 크게 의존한다. 수분이 제거된 경우에는 전기유변활성이 상실되어 고온에서는 사용이 불가능하며, 엔지니어링 관점에서도 기계의 마모가 크고 작동온도 범위가 제한되는 단점이 있다. 최근에는 완전히 건조된 무기물 및 고분자 입자의 현탁액에서도 전기유변현상이 나타난다는 것이 보고되었는데, 이들의 경우 분산입자들은 전기적으로 반도체 (semiconductor)로서 전기장에 의한 분극현상도 수분이 아닌 입자 고유의 물리, 화학적 특성에 의한 전하운반체에 의한 것이다. 결정성 격자구조의 무기물 입자를 이용한 Carlson 등의 발명 (미합중국특허 제 5,417,874호)에는 25 ∼ 150^oC의 온도범위에서 작동이 가능한 전기유변유체가 개시되어 있는데, 분산입자의 밀도가 커서 침강이 쉽게 일어나는 단점이 있다.

비수계 전기유변유체를 구성하는 고분자입자로는 폴리아닐린이 대표적이다 ("The Electrorheological Properties of Polyaniline Suspensions", J. Colloid and Interface Science, Vol. 126, No.1, April 1990, pp. 175-188). 유럽공개특허공보 제 394,005호에는 부피분율 30%의 폴리아닐린/실리콘 오일 현탁액의 전기유변 효과가 개시되어 있으며, 미합중국특허 제 5,595,680호와 미합중국특허 제 5,437,806호에는 아닐린 단량체 및 다양한 모노머와의 혼합물로부터 중합된 폴리아닐린 및 그 유도체를 이용한 비수계 전기유변유체가 개시되어 있다.

전기유변유체를 구성하는 분산매질은 전기적으로 거의 절연성이어야 하며, 분산액의 안정성을 향상시킬 목적으로 계면활성제를 함유하는 경우도 있다. 효과적인 분산매질은 일반적으로 우수한 분산성, 낮은 점도와 전기전도도, 높은 끓는점과 낮은 어는점을 가져야 하며 화학적으로 안정하고 유전강도(dielectric strength)가 커야 하는데, 미합중국특허 제 4,687,589호에 분산매질로서 요구되는 물성치가 개시되어 있다.

할로겐화된 오일 등은 비중이 크기 때문에 입자의 침강 정도가 덜하고, 이뿐 아니라 보통 사용되는 실리콘 오일 등에 비해 전기유변학적 활성을 크게 만드는 경우도 있으나 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않다. 계면활성제 등의 촉진제가 포함될 경우에는 이들의 농도가 입자 표면에 존재할 정도의 적은 양에 국한되어야 과량의 촉진제로 인한 분산액의 전기 전도도 상승을 억제할 수 있다.

전기장에 의해 형성되는 사슬구조는 전기유변 현상의 발현에 필연적으로 수반되며, 사슬의 모양과 두께 등은 유체의 구성성분의 물리, 화학적 특성에 따라 다르다. 현재까지 개발된 전기유변유체의 성능 및 안정성은 실제 응용장치에서 요구되는 응력전달 특성을 만족시키기 어려우므로 성능 향상이 요구되고 있다. 대표적인 물성인 항복응력(yield stress)은 가해준 전기장의 세기와 입자 부피 분율의 함수인데, 현실적으로 가능한 전기장 세기에서 더 큰 항복 응력을 얻기 위해서는 입자의 부피분율을 높이는 것이 효과적이다. 그러나, 이는 분산매질의 점도, 입자의 모양 및 표면성질에 따라 상이한 어떤 최대값을 넘을 수 없으며, 또한 지나치게 농축되어 있는 분산계는 전기장이 없을 때의 점도가 너무 크고, 전기장이 주어지면 전류가 너무 많이 흐르게 되므로 제어성과 안정성이 떨어지는 결점이 있다. 따라서, 입자의 농도를 지나치게 높지 않도록 하면서도 높은 항복응력과 우수한 안정성을 갖도록 하는 새로운 전기유변유체의 제조방법이 요구되고 있다.

전기장 하에서 절연성 분산매질에 현탁된 입자 뿐만 아니라 분산매질과 섞이지 않는 에멀젼 액적(liquid droplet) 또한 전기적 상호작용력을 받는데, Pan 등의 논문 "Characteristics of Electrorheological Responses in an Emulsion System" J. Colloid and Interface Science, Vol. 195, No.1, 1997, pp. 101-113" 에서 전기장 하에서 에멀젼의 유변학적 특성이 보고된 바 있다.

이에 본 발명자 들은 상기의 문제점을 해결하기 위한 연구를 수행하던 중, 분산입자와 액적을 동시에 연속상 오일에 현탁시킬 경우 전기장에 의해 형성되는 미세구조가 입자와 에멀젼 액적이 복합적으로 형성하는 사슬형태로서 기존의 입자 현탁계에 비해 훨씬 안정한 구조를 나타냄을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 연속상과 분산상을 이루는 액체의 점도와 전기적 특성 등을 조절하여 최적조건을 설정함으로써 분산입자 분율을 지나치게 높이지 않고도 유체의 항복응력을 크게 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 다상계 전기유변유체를 제공함에 있다.

도 1은 전기유변유체를 구성하는 각 상(phase)의 형태에 따른 미세구조 변화,

도 2는 전단변형률 (shear rate)과 전기장 세기의 함수로 나타낸 전기유변유체의 전단응력(shear stress),

도 3과 도 4는 연속상에 함유된 액적의 부피분율과 전기장 세기의 함수로 나타낸 전기유변유체의 항복응력(yield stress)을 나타낸 것이다.

본 발명에서는 적어도 하나 이상의 액적을 연속상에 분산시켜 분산입자에 이어서 제 2, 제 3의 분산상을 조성하는 것을 특징으로 한다.

분산상인 액적의 전기전도도 또는 유전상수(dielectric constant)가 연속상보다 큰 경우 분산된 액적은 전기장이 주어지면 전극간을 연결하는 섬유구조를 형성하는데, 이에 따라 에멀젼의 점도증가가 나타나며, 이러한 미세구조는 입자 분산계에서 나타나는 안정되고 강한 사슬구조에 비해 매우 불안정하고 쉽게 파괴된다.

분산입자와 마찬가지로 분산액적의 전기전도도와 유전상수는 연속상 오일보다 크게 설정한다. 일반적으로 서로 섞이지 않는 오일-오일 에멀젼 및 고분자 용액의 에멀젼 등은 분산 액적의 전기전도도나 유전상수가 연속상 액체의 값보다 큰 경우 전극사이에서의 미세구조 형성으로 인한 전기유변학적 활성을 나타낸다. 직류 전기장에서는 각 상간의 전기 전도도 차이에 의해서, 그리고 교류에서는 유전상수의 차이에 의해 이러한 현상이 유도된다. 물론 이러한 에멀젼이 전기장 하에서 나타내는 점도의 증가는 매우 적어서 전기장이 없을 경우보다 수 배 정도 큰 겉보기 점도를 보이며, 항복응력은 거의 측정할 수 없을 정도로 낮은 값이다.

그러나, 분산입자와 액적을 동시에 연속상 오일에 현탁시킬 경우는 입자와 에멀젼 액적이 복합적으로 형성하는 사슬 형태로 전기장에 의한 미세구조의 변화를 나타내며, 이는 기존의 입자 현탁계에 비해 안정한 구조로서 동일한 입자 분율에서 매우 향상된 항복 응력의 값을 나타낸다.

본 발명에 의한 전기유변유체의 조성은 기본적으로 연속상을 이루는 오일과 섞이지 않는 에멀젼 액적을 함유하고 있는 액상 성분에 분산입자가 현탁된 것이면 입자의 종류에 제한 없이 적용이 가능하다. 분산입자는 우선적으로 에멀젼 액적 내에 분산되고, 남은 입자들이 연속상 오일에 고르게 분산되는 특성을 갖도록 하였다.

도 1은 단순한 입자/연속상 오일 현탁계, 오일-오일 에멀젼, 그리고 입자와 에멀젼 액적이 연속상에 동시에 분산되어있는 시스템에서의 전기유변효과에 의한 미세구조 형성 메커니즘을 개략적으로 나타낸 것이다.

전극(1, 2) 사이에 흐름방향(3)의 수직으로 전기장이 가해질 때 연속상(5)에 분산된 전기유변입자(4) 는 사슬 모양의 구조(6)를 형성한다. 분산된 에멀젼 액적 (7)은 전기장이 부과되면 연속상 오일(8) 내에서 서로 합체, 변형되어 (9)와 같은 불안정한 미세구조를 형성한다. 입자(10) 와 액적(11) 이 연속상(12)에 동시에 분산된 시스템에 전기장이 주어지면 (13)과 같은 복합 구조의 사슬이 형성되는 빈도가 높아지게 된다.

전기장 하에서 전기유변유체가 나타내는 일반적인 거동은 아래 식과 같은 빙햄(Bingham) 유체모델로서 설명될 수 있다.

여기서 τ_y는 동력학적 항복응력, η_p는 현탁액의 소성점도,는 전단변형률 그리고 τ는 전단 응력이다. 전기장 하에서 항복응력 τ_y는 전기장이 없을 때에 비해 매우 커지나, 소성점도에는 거의 변화가 없다. 동적 항복응력은 전단응력-변형률 곡선에서 전단변형률이 0이 되는 점에서의 전단응력에 해당하는데, 실험적으로는 0.1 s^-1정도의 낮은 값에서의 전단응력을 사용하는 경우가 일반적이다. 항복응력 τ_y은 분산상의 부피분율, 입자 및 분산매질의 물질 특성, 온도, 전기장의 세기 및 주파수 등의 함수이다. 본 발명에서 측정한 전기유변유체의 항복응력은 큐엣(Couette) 형태의 측정기구를 사용한 PHYSICA RHEOMETER (MC 120) 에서 0.1∼1000 s^-1사이의 전단변형률을 주었을 때의 전단응력-변형률 데이터에 의한 것이다. 측정기구의 전극간 간격은 0.59mm 이다. 흐름에 수직한 방향으로의 전기장은 GLASSMAN사의 고전압 발생기(model EL5P8L)를 사용하여 아래쪽 정지된 치구에 +극을 연결하고 위쪽의 토오크 측정부분을 접지시키는데 모든 실험은 상온(25^oC) 에서 수행한다.

본 발명에 사용되는 분산입자는 비수계의 폴리아닐린 입자와 수분을 함유하는 실리카 입자 등 절연성 액체에 현탁시킬 때 전기유변학적 활성을 나타낼 수 있는 것이라면 어떤 것이라도 가능하다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로 제공되는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

＜실시예 1 ＞

각각 50cm³의 오일-오일 에멀젼을 제조하여 액적의 부피분율이 0.1∼0.3 이 되도록 하였다. 사용된 액상성분은 모두 뉴토니안 오일로서, 넓은 범위의 전단변형률(0.05 ∼ 1000s^-1) 에서 일정한 뉴톤점도를 나타내었다. 에멀젼은 서로 섞이지 않는 두 액체를 10-60분간 기계적으로 단순 교반시켜 제조하였다. 에멀젼 제조 이후에 분산 입자를 도입하여 입자-액적 다상계 전기유변유체를 조성하였다. 표 1에 사용된 시료의 물성치를 나타내었다. 기호 Φ는 전체 에멀젼에서의 액적의 부피 분율이고, φ_p는 분산입자의 부피분율을 의미한다.

＜표 1 ＞ 액상 구성 성분 및 분산입자들의 물성

＜실시예 2 ＞

아닐린 51.2g 과 500ml의 1N 염산을 섞은 후 0^oC로 유지하며 천천히 저어 주면서 아닐린 용액이 열적 평형상태에 도달된 후 같은 온도의 0.1 mol (NH₄)₂S₂O₈수용액 100ml를 반응 플라스크에 한 방울 씩 가한다. 반응은 30초 이내에 시작되며, 용액이 진한 녹색으로 변하는 것으로 알 수 있으며 24시간 동안 계속 반응시켰다. 반응이 완료된 후 얻어진 용액을 여과하고 증류수와 에탄올에 재분산 과정을 수회 반복하여 입자들을 정제시켰다. 합성된 폴리아닐린 입자의 전기전도도를 10^-7∼10^-9S/m 정도로 낮추기 위하여 3%의 NH₄OH 수용액에 24시간 동안 담지시켰다. 다시 여과, 정제 후 상온에서 건조시키고. 막자사발을 이용하여 잘 갈아준 후, 다시 진공 오븐에서 90^oC 로 24시간 건조시켜 일정한 질량이 얻어지게 하였다. 제조된 폴리아닐린 입자의 수평균 입자 직경은 약 32μm 이고 밀도는 1.30g/cm³이었다.

3.7g 의 폴리아닐린 입자를 Celeclor s45/실리콘오일 에멀젼(17.1g, 부피분율 Φ=0.1)에 분산시켰다. 3.65g 과 3.6g의 동일한 폴리아닐린 입자를 각각 액적의 부피분율 Φ=0.2 (17.2g)와 0.3 (17.3g)의 에멀젼에 분산시켜 유체를 제조하였다. 단순한 입자/오일 분산계와의 비교를 위해 3.8g의 폴리아닐린 입자를 순수한 실리콘오일 17.2g에 분산시켰다. 모든 경우에 액상 (오일 및 에멀젼)의 전체부피를 기준으로 폴리아닐린 입자의 부피분율 φ_p은 0.130 (13.0% v/v)이었다.

도 2에 전기장의 세기와 전단변형률의 함수로 나타낸 전기유변유체의 전단응력을 나타내었으며, 이는 빙햄 유체로서의 유변학적 특성을 나타내고 있다. 1은 부피분율 φ_p= 0.13 의 폴리아닐린/실리콘오일 현탁계의 데이터이고, 2는 같은 입자 분율의 폴리아닐린이 Celeclor s45 / 실리콘오일 에멀젼 (Φ=0.3) 에 현탁된 경우의 결과이다.

도 3은 부피분율 φ_p= 0.130 의 폴리아닐린이 분산입자 성분을 구성할 경우, 연속상인 실리콘 오일에 분산된 Celeclor s45의 에멀젼 액적의 부피 분율(Φ)과 유체의 항복응력과의 상관 관계를 1.0 ∼ 4.0kV/mm 의 전기장 하에서 나타낸 것이다. Celeclor s45의 에멀젼 액적의 부피 분율이 증가할수록 전기유변유체의 항복응력은 크게 증가하였다. 이 경우 전단 변형률= 0.1s^-1에서 측정된 항복응력의 세기 뿐만 아니라, 흐름이 상당히 발달된 영역(= 300s^-1) 에서의 전단응력도 매우 증가하며, 유체에 흐르는 전류 밀도는 감소하는 우수한 결과를 보였는데 그 값을 다음의 표 2에 나타내었다.

＜표 2 ＞ Celeclor s45 액적을 함유한 폴리아닐린/실리콘오일 다상계 전기유변유체의 제반 성질

＜실시예 3 ＞

분산입자는 실시예 2와 동일한 것을 사용하고 2.25g의 폴리아닐린 입자를 캐스터오일 / 실리콘오일 에멀젼(17.0g, 부피분율 Φ=0.1)에 분산시켰다. 또한 2.25g의 동일한 폴리아닐린 입자를 부피분율 Φ=0.3 (17.0g) 의 에멀젼에 분산시켜 유체를 제조하였다.

단순한 입자/오일 분산계와의 비교를 위해 2.25g의 폴리아닐린 입자를 순수한 실리콘오일17.0g에 분산시켰다. 모든 경우에 오일 및 에멀젼에 대한 폴리아닐린 입자의 부피분율(φ_p)은 0.100 (10.0% v/v) 이었다.

도 4는 부피분율 φ_p= 0.100 의 폴리아닐린이 분산입자 성분을 구성할 경우, 연속상인 실리콘 오일에 분산된 캐스터 오일 에멀젼 액적의 부피 분율(Φ)과 유체의 항복응력과의 상관 관계를 1.0 ∼ 4.0kV/mm의 전기장 하에서 나타낸 것이다. 에멀젼 액적의 부피분율이 증가할수록 역시 항복응력이 증가하는 현상을 나타내었다.

＜실시예 4＞

분산입자는 실시예 2와 동일한 것을 사용하고, 2.25g의 폴리아닐린 입자를 염화파라핀오일/ 실리콘오일 에멀젼(13.0g, 부피분율 Φ=0.1) 에 분산시켰다. 또한 2.25g의 동일한 폴리아닐린 입자를 부피분율 Φ=0.3 (13.5g) 의 에멀젼에 분산시켜 유체를 제조하였다.

단순한 입자/오일 분산계와의 비교를 위해 2.25g의 폴리아닐린 입자를 순수한 실리콘오일 12.75g에 분산시켰다. 모든 경우에 오일 및 에멀젼에 대한 폴리아닐린 입자의 부피분율(φ_p)은 0.115 (11.5% v/v)이었다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.

＜표 3 ＞ Chlorinated paraffin oil 액적을 함유한 폴리아닐린/실리콘오일 다상계전기 유변유체의 제반 성질

＜실시예 5 ＞

실리카겔 60 (Merck) 을 분산입자로서 사용하였고, 입자의 수분 함량은 Karl Fisher 법에 의하여 4wt%로 측정되었으며 입자 직경은 40∼63μm (230-400 mesh)이었다.

2.25g의 실리카겔 입자를 염화파라핀오일/ 실리콘오일 에멀젼(8.8g, 부피분율 Φ=0.1) 에 분산시켰다. 단순한 입자/오일 분산계와의 비교를 위해 2.25g의 실리카겔 입자를 순수한 실리콘오일 9.0g에 분산시켰다. 오일 및 에멀젼에 대한 실리카 입자의 부피분율(φ_p)은 0.100 (10.0% v/v)이었다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.

＜표 4 ＞ 염화 파라핀오일 액적을 함유한 실리카/실리콘오일 다상계 전기 유변유체의 제반 성질

따라서, 본 발명에 의하면 분산입자의 부피분율을 지나치게 높게 할 경우에 나타나는 불안정성을 해소하고 고성능의 전기유변유체를 제조할 수 있다.

Claims

연속상을 이루는 오일과 혼합되지 않으며, 분산된 액적의 전기전도도 (electrical conductivity)와 유전상수(dielectric constant)가 연속상 보다 높은 에멀젼 액적을 함유하고 있는 액상성분이 분산입자와 동시에 연속상에 분산되어 있는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 에멀젼을 형성하는 액상 사이의 유전상수 비(ratio)가 2 ∼ 100 이고, 전기전도도 비가 5 ∼ 10^b임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산된 에멀젼 액적의 부피 분율이 전체 액상부피를 기준으로 1 ∼ 49 vol % 임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산된 에멀젼 액적의 점도가 0.0 ∼ 10 Pa^.s 이고, 연속상 액체와의 점도비가 0.01 ∼ 100 임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 연속상이 실리콘 오일이고 분산 액적이 캐스터 오일 또는 염화 파라핀오일임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 5항에 있어서, 염화파라핀 오일은 1 - 80%의 염화 % (chlorination %)를 갖음을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 분산된 에멀젼 액적이 실리콘오일과 섞이지 않는 임의의 소수성 유체로서, 전기전도도가 5×10^-12∼ 10^-4S/m (25^oC, 상온 기준) 임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 연속상이 캐스터 오일이고 분산 액적이 염화파라핀 오일임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 8항에 있어서, 염화파라핀 오일은 1 - 80%의 염화 % (chlorination %)를 갖음을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 분산된 에멀젼 액적이 캐스터오일과 섞이지 않는 임의의 소수성 유체로서, 전기 전도도가 5×10^-12∼ 10^-4S/m (25^oC, 상온 기준)임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 연속상이 임의의 소수성 액체이며, 분산액적이 연속상과 섞이지 않는 임의의 소수성 액체이고 분산상과 연속상 간의 전도도 차이가 5 ∼ 10⁶임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산입자는 폴리아닐린 또는 그 유도체로서, 전기전도도가 10^-10∼ 10^-3S/m (25^oC, 상온 기준)임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산입자는 폴리파라페닐렌(polyphenylene), 폴리피롤 (polypyrrole), 폴리비닐 피롤리딘(polyvinyl pyrrolidone), 폴리비닐 피리딘 (polyvinyl pyridine) 또는 각각의 유도체로서 전기전도도가 10^-10∼ 10^-3S/m (25^oC, 상온 기준)임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산입자는 전기적으로 전도성을 갖는 core에 절연성의 shell로 구성된 복합체로서 절연성 액체에 현탁될 경우 전기유변활성을 보임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 분산입자는 수분을 함유한 실리카 겔, 전분, 셀룰로오스, 제올라이트, 이온교환수지 또는 임의의 수분함유 입자로서 전기전도도가 10^-12∼ 10^-3S/m (25^oC, 상온 기준) 임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 1항에 있어서, 액상성분에 유화제를 첨가하여 안정화시킴을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.
제 12항 내지 제 15항중 어느 하나의 항에 있어서, 분산된 입자의 부피 분율이 전체 액상부피를 기준으로 3 ∼ 50% 임을 특징으로 하는 다상계 전기유변유체.