Az első állandó mágneses folyadék, amelyet véletlenül a laboratóriumban nyertek
A Massachusettsi Egyetem, Amherst kutatócsoportjának a laboratóriumban véletlenül sikerült megszereznie a világ első állandóan mágnesezett folyadékát, amelynek folyadékcseppjei egységesen mozogtak, és különböző formákban tudtak összekapcsolódni, miközben kívül a mágnes segítségével, a Science folyóirat legújabb számában megjelent új tanulmány szerint - írja az Agerpres.
Általában azt képzeljük el, hogy a mágnesek szilárd aggregációs állapotban vannak - mondja Thomas Russell, a Massachusetts Amherst Egyetem polimer tudományának és mérnök professzorának. De most ezt tudjuk "Olyan folyékony mágneseket kaphatunk, amelyek különböző formákat ölthetnek - és eldönthetjük, melyik alakzatokat válasszuk"- tette hozzá, kijelentve, hogy a mágneses folyadékban lévő cseppek gömböket, hengereket vagy a palacsintatészta lapos korongját alakíthatják ki. "Ha akarjuk, tengeri sünré tehetjük őket" - tette hozzá.
Russell és csapata véletlenül szerezte meg ezt a folyékony mágnest, miközben egy 3D nyomtatóval kísérletezett. Folyadékokat próbáltak kinyomtatni, hogy új szilárd anyagokat nyerhessenek, amelyek azonban a folyadék tulajdonságait mutatják, különféle alkalmazásokhoz az energia területén.
Egy nap, a doktori hallgató és a tanulmány koordinátora, Xubo Liu észrevette, hogy a 3D nyomtatóból származó anyagcseppek, amelyek mágnesezett vas-oxid részecskékből készültek, együtt forognak egy mágneses támaszon. Csapata később észrevette, hogy az egész konstrukció, nem csak azok a részecskék, mágnesessé váltak.
Hogyan működik a folyékony mágnes
Egy speciálisan folyadékokhoz adaptált 3D nyomtatóval a csapatnak milliméter csepp vizet, olajat és vasoxidot sikerült előállítania. Ezek a cseppek megtartják alakjukat, mert a készítményben lévő vas-oxid részecskék egy része kötést képez a felületaktív anyagokkal (amelyeket felületaktív anyagoknak is neveznek - olyan anyagoknak, amelyek csökkentik a folyadék felületi feszültségét). A felületaktív anyagok egy filmet képeznek a víz körül, és néhány vas-oxid részecske belép a film összetételébe, míg a többi bent marad, amint Russell elmagyarázza.
Ezután a csapat ezeket a cseppeket mágneses tekercs közelében helyezte el, hogy mágnesessé tegye őket. Miután eltávolította a mágneses tekercset, a cseppek példátlan viselkedést mutattak a folyadékokban - megtartották mágneses tulajdonságukat.
A mágneses folyadékokat a fizikusok ismerték. Hívták őket ferofluid és folyadékok, amelyek hordozófolyadékban szuszpendálva vannak ferromágneses, ferrimágneses vagy paramágneses kolloid részecskékből. A ferrofolyadékokra ugyanakkor az jellemző csak mágneses mező jelenlétében mágnesesek maradnak.
Amikor a cseppek közel voltak a mágneses mezőhöz, a vas-oxid részecskék egymással összhangban helyezkedtek el, azonos irányt jelezve. Miután a mágneses mező leállt, a vas-oxid részecskék szoros formában tapadtak a filmben lévő felületaktív anyaghoz, nem tudtak mozogni, és így megtartották az irányukat. A folyadék belsejében lebegő megmaradt vas-oxid részecskék is átvették ezt az igazodást.
A tudósok még mindig nem értik a részecskék mágneses állapotban tartásának mechanizmusát. Ha megvan ez a magyarázat, Ennek a felfedezésnek az alkalmazása többféle lehet, mind az energetika, mind a robotika, mind az űrprogramok területén