Abstract
Electrorheological (ER) fluids are generally composed of electrically polarizable inorganic or organic particles dispersed in insulating oils. These materials are intelligent/smart materials in that they are capable of changing their state from liquid-like to solid-like very quickly under an applied electric field. This feature article reviews the literature regarding the fabrication of conducting polyaniline (PANI) and PANI composite particles, their ER performance, as well as their chemical and physical characteristics of morphology and crystal structure. The ER behavior of these intelligent materials was also analyzed using a range of rheological equations of state and their dielectric properties.
Similar content being viewed by others
References
T. C. Halsey and W. Toor, Phys. Rev. Lett., 65, 2820 (1990).
X. P. Zhao and J. B. Yin, Chem. Mater., 14, 2258 (2002).
H. See, A. Kawai, and F. Ikazaki, Colloid Polym. Sci., 280, 24 (2002).
J. C. Loudet and P. Poulin, Phys. Rev. Lett., 87 art. No. 165503 (2001).
K. Oz, M. Yavuz, H. Yilmaz, H. I. Unal, and B. Sari, J. Mater. Sci., 43, 1451 (2008).
Y. C. Cheng, J. J. Guo, G. J. Xu, P. Cui, X. H. Liu, F. H. Liu, and J. H. Wu, Colloid Polym. Sci., 286, 1493 (2008).
B. D. Chin, Y. S. Lee, and O O. Park, Int. J. Mod. Phys. B, 13, 1852 (1999).
J. H. Sung, M. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, J. Ind. Eng. Chem., 10, 1217 (2004).
S. G. Kim, J. W. Kim, W. H. Jang, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Polymer, 42, 5005 (2001).
J. W. Kim, F. Liu, and H. J. Choi, J. Ind. Eng. Chem., 8, 399 (2002).
W. J. Wen, X. X. Huang, and P. Sheng, Soft Matter, 4, 200 (2008).
X. Lei, Y. Liu, and Z. Su, Polym. Compos., 29, 239 (2008).
B. D. Chin, J. H. Park, M. H. Kwon, and O O. Park, Rheol. Acta, 40, 211 (2001).
J. H. Park, B. D. Chin, and O O. Park, J. Colloid Interf. Sci., 240, 349 (2001).
S. T. Lim, M. S. Cho, I. B. Jang, and H. J. Choi, J. Magn. Magn. Mater., 282, 170 (2004).
I. B. Jang, H. B. Kim, J. Y. Lee, J. L. You, H. J. Choi, and M. S. Jhon, J. Appl. Phys., 97, art No. 10Q912 (2005).
G. Bossis, C. Abbo, S. Cutillas, S. Lacis, and C. Métayer, Int. J. Mod. Phys. B, 15, 564 (2001).
J. W. Kim, C. A. Kim, H. J. Choi, and S. B. Choi, Korea-Australia Rheol. J., 18, 25 (2006).
W. M. Winslow, J. Appl. Phys., 20, 1137 (1949).
D. L. Klass and T.W. Martinek, J. Appl. Phys., 38, 67 (1967).
D. L. Klass and T.W. Martinek, J. Appl. Phys., 38, 75 (1967).
H. Uejima, Jpn. J. Appl. Phys., 11, 319 (1972).
Yu. F. Deinega and G.V. Vinogradov, Rheol. Acta, 23, 636 (1984).
H. J. Choi and M. S. Jhon, Soft Matter, 5, 1562 (2009).
Y. D. Kim and J. H. Kim, Colloid Polym. Sci., 286, 631 (2008).
H. See, H. Tamura, and M. Doi, J. Phys. D: Appl. Phys., 26, 746 (1993).
Y. D. Kim, S. W. Nam, and T. J. Park, J. Ind. Eng. Chem., 9, 488 (2003).
L. C. Davis, J. Appl. Phys., 72, 1334 (1992).
L. C. Davis, J. Appl. Phys., 73, 680 (1993).
R. A. Anderson, Langmuir, 10, 2917 (1994).
F. F. Fang, H. J. Choi, and W. S. Ahn, Compos. Sci. Technol., 69, 2088 (2009).
Y. Chen, A. F. Sprecher, and H. Conrad, J. Appl. Phys., 70, 6796 (1991).
R. Tao and Q. Jiang, Phys. Rev. Lett., 73, 205 (1994).
P. M. Adriani and A. P. Gast, Phys. Fluid, 31, 2757 (1988).
H. H. Clarx and G. Bossis, Phys. Rev. E, 48, 2721 (1993).
D. J. Klingenberg, S. Van Frank, and C. F. Zukoski, J. Chem. Phys., 94, 6160 (1991).
R. A. Anderson, Langmuir, 10, 2917 (1994).
L.C. Davis, Appl. Phys. Lett., 60, 319 (1992).
B. Khusid and A. Acrivos, Phys. Rev. E, 52, 1669 (1995).
K. Q. Lu, R. Shen, X. Z. Wang, G. Sun, W. J. Wen, and J. X. Liu, Chinese Phys., 15, 1009 (2006).
J. B. Yin and X. P. Zhao, Chem. Phys. Lett., 398, 393 (2004).
S. G. Kim, J. Y. Lim, J. H. Sung, H. J. Choi, and Y. Seo, Polymer, 48, 6622 (2007).
M. Stenicka, V. Pavlinek, P. Saha, N. V. Blinova, J. Stejskal, and O. Quadrat, Colloid Polym. Sci., 286, 1403 (2008).
Y. S. Lee, M. H. Kwon, and O O. Park, Korean J. Rheol., 7, 203 (1995).
B. D. Chin, Y. S. Lee, H. J. Lee, S. M. Yang, and O O. Park, Korean J. Rheol., 10, 195 (1998).
B. D. Chin and O O. Park, J. Colloid Interf. Sci., 234, 344 (2001).
Y. D. Kim and I. C. Song, J. Mater. Sci., 37, 5051 (2002).
I. S. Sim, J. W. Kim, H. J. Choi, C. A. Kim, and M. S. Jhon, Chem. Mater., 13, 1243 (2001).
B. D. Chin, Y. S. Lee, and O O. Park, J. Colloid Interf. Sci., 201, 172 (1998).
J. I. Sohn, J. H. Sung, H. J. Choi, and M. S. Jhon, J. Mater. Sci., 37, 4057 (2002).
J. I. Sohn, M. S. Cho, H. J. Choi, C. A. Kim, and M. S. Jhon, Macromol. Chem. Phys., 203, 1135 (2002).
H. Block, J. P. Kelly, A. Qin, and T. Waston, Langmuir, 6, 6 (1990).
Y. Zhao, B. Wang, C. Ding, and X. Zhao, J. Appl. Polym. Sci., 110, 3763 (2008).
J. B. Yin and X. P. Zhao, Colloid Surf. A, 329, 153 (2008).
Y. L. Shang, L. Huo, Y. L. Jia, F. H. Liao, J. R. Li, M. X. Li, and S. H. Zhang, Colloid Surf. A, 325, 160 (2008).
Q. L. Cheng, V. Pavlinek, Y. He, A. Lengalova, C. Z. Li, and P. Saha, Colloid Surf. A, 318, 169 (2008).
J. L. You, F. F. Fang, and H. J. Choi, Polymer, 48, 917 (2007).
S. W. Ko and H. J. Choi, J. Mater. Sci., 44, 4503 (2009).
H. J. Lee, B. D. Chin, S. M. Yang, and O O. Park, J. Colloid Interf. Sci., 206, 424 (1998).
D. C. Kim, T. W. Lee, J. E. Lee, K. H. Kim, M. J. Cho, D. H. Choi, Y. D. Han, M. Y. Cho, and J. S. Joo, Macromol. Res., 17, 491 (2009).
D. K. Lee, J. T. Park, J. K. Choi, D. K. Roh, J. H. Lee, Y. G. Shul, and J. H. Kim, Macromol. Res., 16, 549 (2008).
A. M. Showkat, K. P. Lee, A. I. Gopalan, and S. H. Kim, Macromol. Res., 15, 575 (2007).
H. J. Choi, M. S. Cho, and K. To, Physica A, 254, 272 (1998).
C. J. Gow and C. F. Zukoski, J. Colloid Interf. Sci., 136, 175 (1990).
J. B. Jun, J. W. Kim, and K. D. Suh, Macromol. Chem. Phys., 203, 1011 (2002).
J. W. Goodwin, G. M. Markham, and B. Vincent, J. Phys. Chem. B, 101, 1961 (1997).
W. Zhou and K. S. Zhao, Colloid Surf. A, 317, 10 (2008).
J. Plocharski, H. Drabik, H. Wycislik, and T. Ciach, Synth. Met., 88, 139 (1997).
J. I. Shon, J. H. Sung, H. J. Choi, and M. S. Jhon, J. Appl. Polym. Sci., 84, 2397 (2002).
K. H. Lee, D. H. Song, B. J. Park, I. J. Chin, and H. J. Choi, Macromol. Theory Simul., 18, 287 (2009).
J. I. Sohn, M. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Macromol. Chem. Phys., 203, 1135 (2002).
S. H. Baek, B. Kim, and K. D. Suh, Colloid Surf. A, 316, 292 (2008).
J. Trlica, P. Sáha, O. Quadrat, and J. Stejskal, Physica A, 283, 337 (2000).
D. Chotpattananont, A. Sirivat, and A. M. Jamieson, Colloid Polym. Sci., 282, 357 (2004).
J. Jang, J. Ha, and S. Kim, Macromol. Res., 15, 154 (2007).
A. G. MacDiamid, Current Appl. Phys., 1, 269 (2001).
C. Basavaraja, R. Pierson, D. S. Huh, A. Venkataraman, and S. Basavaraja, Macromol. Res., 17, 609 (2009).
H. Namgoong, D. J. Woo, and S. H. Lee, Macromol. Res., 15, 633 (2007).
K. H. Lee, B. J. Park, D. H. Song, I. J. Chin, and H. J. Choi, Polymer, 50, 4372 (2009).
Y. S. Lee and O O. Park, Nihon Reorogi Gakkaishi, 24, 57 (1996).
J. W. Kim, W. H. Jang, H. J. Choi, and J. Joo, Synth. Met., 119, 173 (2001).
H. J. Choi, M. S. Cho, J. W. Kim, R. M. Webber, and M. S. Int. J. Mod. Phys. B, 15, 988 (2001).
H. J. Choi, J. W. Kim, M. S. Sur, M. J. Shin, and K. To, Int. J. Mod. Phys. B, 15, 649 (2001).
J. Joo, S. M. Long, J. P. Prouget, E. J. Oh, A. G. MacDiarmid, and A. J. Epstein, Phys. Rev. B, 57, 9567 (1998).
H. J. Choi, Y. H. Lee, C. A. Kim, and M. S. Jhon, J. Mater. Sci. Lett., 19, 533 (2000).
M. S. Cho, Y. H. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Langmuir, 19, 5875 (2003).
Y. H. Cho, M. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Colloid Polym. Sci., 280, 1062 (2002).
H. J. Choi, M. S. Cho, and I. S. Lee, Int. J. Mod. Phys. B, 19, 1077 (2005).
I. S. Lee, M. S. Choi, and H. J. Choi, Polymer, 46, 1317 (2005).
N. Kuramoto, M. Yamazaki, K. Nagai, and K. Koyama, Thin Soli Films, 239, 169 (1994).
H. Q. Xie, J. G. Guan, and J. S. Guo, J. Appl. Polym. Sci., 64, 1641 (1997).
H. J. Choi, M. S. Cho, S. Y. Park, C. H. Cho, and M. S. Jhon, Designed Monom. Polym., 7, 111 (2004).
F. F. Fang, J. H. Sung, and H. J. Choi, J. Macromol. Sci. Part B-Phys., 45, 923 (2006).
I. S. Lee, J. Y. Lee, J. H. Sung, and H. J. Choi, Synth. Met., 152, 173 (2005).
J. H. Sung, I. S. Lee, H. J. Choi, and S. B. Choi, Int. J. Mod. Phys. B, 19, 1128 (2005).
K. S. Kim, J. Y. Lee, B. J. Park, J. H. Sung, I. Chin, H. J. Choi, and J. H. Lee, Colloid Polym. Sci., 284, 813 (2006).
P. R. Somani, R. Marimuthu, U. P. Mulik, S. R. Sainkar, and D. P. Amalnerkar, Synth. Met., 106, 45 (1999).
X. W. Li, W. Chen, C. Q. Bian, J. B. He, N. Xu, and G. Xue, Appl. Surf. Sci., 217, 16 (2003).
S. H. Yoon, S. K. Seol, J. H. Je, H. S. Kim, H. J. Choi, and H. J. Jin, Colloid Surf. A, 313, 557 (2008).
F. F. Fang, J. H. Kim, H. J. Choi, and Y. Seo, J. Appl. Polym. Sci., 105, 1853 (2007).
J. H. Kim, F. F. Fang, and H. J. Choi, Synth. Met., 152, 337 (2005).
M. Biswas and S. S. Ray, Adv. Polym. Sci., 155, 167 (2001).
A. Gaboune, S. S. Ray, A. Ait-Kadi, B. Riedl, and M. Bousmina, J. Nanosci. Nanotech., 6, 530 (2006).
A. Abranyi, L. Szazdi, B. Pukanszky, G. J. Vancso, and B. Pukansky, Macromol. Rapid Commun., 27, 132 (2006).
M. Alexandre and P. Dubois, Mater. Sci. Eng. R, 28, 1 (2000).
P. B. Messersmith and E. P. Giannelis, Chem. Mater., 6, 1719 (1994).
S. S. Ray and M. Okamoto, Macromol. Rapid Commun., 24, 815 (2003).
Y. H. Hyun, S. T. Lim, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Macromolecules, 34, 8084 (2001).
J. S. Beck, J. C. Vartuli, W. J. Roth, M. E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C. T. W. Chu, D. H. Olson, E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, and J. L. Schlenker, J. Am. Chem. Soc., 114, 10834 (1992).
Q. Huo, D. I. Margolese, U. Ciesla, P. Feng, T. E. Gier, P. Sieger, R. Leon, P. M. Petroff, F. Schuth, and G. D. Stucky, Nature, 368, 317 (1994).
M. S. Cho, H. J. Choi, K. Y. Kim, and W. S. Ahn, Stud. Surf. Sci. Catalysis, 146, 523 (2003).
M. S. Cho, H. J. Choi, K. Y. Kim, and W. S. Ahn, Macromol. Rapid Commun., 23, 713 (2002).
F. F. Fang, M. S. Cho, H. J. Choi, S. S. Yoon, and W. S. Ahn, J. Ind. Eng. Chem., 14, 18 (2008).
I. S. Lee, M. S. Cho, C. H. Hong, and H. J. Choi, Stud. Surf. Sci. Catalysis, 156, 517 (2005).
M. S. Cho, H. J. Choi, and W. S. Ahn, Langmuir, 20, 202 (2004).
H. J. Choi, M. S. Cho, and W. S. Ahn, Synth. Met., 135, 711 (2003).
H. J. Choi, T. W. Kim, M. S. Cho, S. G. Kim, and M. S. Jhon, Eur. Polym. J., 33, 699 (1997).
B. H. Kim, J. H. Jung, S. H. Hong, J. Joo, A. J. Epstein, K. Mizoguchi, J. W. Kim, and H. J. Choi, Macromolecules, 35, 1419 (2002).
Y. H. Lee, C. A. Kim, W. H. Jang, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Polymer, 42, 8277 (2001).
T. H. Kim, L. W. Jang, D. C. Lee, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Macromol. Rapid Commun., 23, 191 (2002).
K. J. Hwang, J. W. Park, I. Kim, C. S. Ha, and G. H. Kim, Macromol. Res., 14, 179 (2006).
J. K. Choi, Y. W. Kim, J. H. Koh, J. H. Kim, and A. M. Mayes, Macromol. Res., 15, 553 (2007).
S. H. Lee, C. S. Ha, and I. Kim, Macromol. Res., 15, 202 (2007).
S. S. Ray, J. Ind. Eng. Chem., 12, 811 (2006).
J. W. Kim, S. G. Kim, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Macromol. Rapid Commun., 20, 450 (1999).
J. H. Park, Y. T. Lim, and O O. Park, Macromol. Rapid Commun., 22, 616 (2001).
Y. T. Lim, J. H. Park, and O O. Park, J. Colloid Interf. Sci., 245, 198 (2002).
S. Yoshimoto, Macromol. Rapid Commun., 26, 857 (2005).
H. J. Choi, J. W. Kim, J. Joo, and B. H. Kim, Synth. Met., 121, 1325 (2001).
J. Lu and X. P. Zhao, J. Colloid Interf. Sci., 273, 651 (2004).
D. H. Song, H. M. Lee, K. H. Lee, and H. J. Choi, J. Phys. Chem. Solid, 69, 1383 (2008).
D. H. Song, H. M. Lee, and H. J. Choi, J. Nanosci. Nanotech., 9, 1501 (2009).
J. H. Sung and H. J. Choi, Korea-Australia Rheol. J., 16, 193 (2004).
J. H. Sung, J. W. Kim, H. J. Choi, and S. B. Choi, Synth. Met., 135–136, 19 (2003).
M. Moniruzzaman and K. I. Winey, Macromolecules, 39, 5194 (2006).
P. Chen, H. S. Kim, and H. J. Jin, Macromol. Res., 17, 207 (2009).
I. Park, M. Park, J. Kim, H. Lee, and M. S. Lee, Macromol. Res., 15, 498 (2007).
S. J. Park, S. Y. Park, A. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Synth. Met., 152, 337 (2005).
H. J. Choi, S. J. Park, S. T. Kim, and M. S. Jhon, Diam. Relat. Mater., 14, 766 (2005).
J. Y. Lim, S. T. Kim, B. J. Park, and H. J. Choi, Int. J. Mod. Phys. B, 21, 5003 (2007).
J. W. Kim, F. Liu, H. J. Choi, S. H. Hong, and J. Joo, Polymer, 44, 289 (2003).
D. De Kee and G. Turcotte, Chem. Eng. Commun., 6, 273 (1980).
M. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, Polymer, 46, 11484 (2005).
J. H. Wei, J. Shi, J. G. Guan, and R. Z. Yuan, J. Mater. Sci. 39, 3457 (2004).
J. H. Wei, J. Shi, Z. Y. Liu, J. G. Guan, and R. Z. Yuan, Int. J. Mod. Phys. B, 19, 1423 (2005).
D. F. James and B. C. Blakey, Korea-Australia Rheol. J., 16, 109 (2004).
D. J. Klingerberg, F. van Swol, and C. F. Zukoski, J. Chem. Phys., 94, 6170 (1991).
H. See, J. Ind. Eng. Chem., 10, 1132 (2004).
H. J. Choi, M. S. Cho, J. W. Kim, C. A. Kim, and M. S. Jhon, Appl. Phys. Lett., 78, 3806 (2001).
H. J. Choi, I. S. Lee, J. H. Sung, B. J. Park, and M. S. Jhon, J. Colloid Interf. Sci., 295, 291 (2006).
B. J. Park, T. H. Kim, H. J. Choi, and J. H. Lee, J. Macromol. Sci. Part B-Phys., 46, 341 (2007).
S. Shen, E. D. Sudol, and M. S. El-Aasser, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 32, 1087 (1994).
B. Khusid and A. Acrivos, Phys. Rev. E, 52, 1669 (1995).
A. G. MacDiamid, Curr. Appl. Phys., 1, 269 (2001).
C. Jordan, M. T. Shaw, and T. C. B. McLeish, J. Rheol., 36, 441 (1992).
J. W. Kim, M. S. Cho, H. J. Choi, S. G. Kim, C. A. Kim, and M. S. Jhon, Polym. Testing, 20, 913 (2001).
S. G. Kim, J. W. Kim, M. S. Cho, H. J. Choi, and M. S. Jhon, J. Appl. Polym. Sci., 79, 108 (2001).
F. Gandhi and W. A. Bullough, J. Int. Mater. Sys. Struct., 16, 237 (2005).
F. F. Fang and H. J. Choi, J. Appl. Phys., 103, art No. 07A301 (2008).
I. Bica, J. Ind. Eng. Chem., 13, 299 (2007).
H. Zhou, H. Chen, S. Luo, G. Lu, W. Wei, and Y. Kuang, J. Solid State Chem., 9, 574 (2005).
S. R. P. Gnanakan, M. Rajasekhar, and A. Subramania, Int. J. Electrochem. Sci., 4, 1289 (2009).
M. Baibarac and P. Gomez-Romero, J. Nanosci. Nanotech., 6, 1 (2006).
J. H. Park and O O. Park, J. Power Sources, 111, 185 (2002).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Fang, F.F., Lee, B.M. & Choi, H.J. Electrorheologically intelligent polyaniline and its composites. Macromol. Res. 18, 99–112 (2010). https://doi.org/10.1007/s13233-009-0198-5
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s13233-009-0198-5