На сегодняшний день научный термин «нанотехнология» успел стать невероятно популярным. Его можно обнаружить не только во многих научных статьях и журналах, но и на устах далеких от науки людей.
Магнитные наноматериалы, включающие в себя магнитные нанопорошки, магнитные жидкости и др., несут в себе большой научный потенциал, находя свое применение в медицине, промышленности и многих других отраслях.
В частности, сегодня мы разберем интересную тему ферромагнитных жидкостей.
ЧТО ЭТО?
Данное вещество является коллоидной системой, состоящей из ферромагнитных и ферримагнитных частиц очень мелких (нанометровых) размеров, находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости, чьи функции обычно выполняет органический растворитель или вода.
Ферромагнетики – это такие вещества, способные обладать намагниченностью в отсутствии внешнего магнитного поля при температуре ниже точки Кюри. В этих веществах устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах).
В целях получения наибольшей устойчивости жидкости, ферромагнитные частицы соединяются с поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые в свою очередь образуют защитную оболочку вокруг частиц и препятствуют их слипанию.
Благодаря этому, даже сильное магнитное поле не приводит к слипанию частиц, и жидкость сама по себе становится очень устойчивой.
В связи с тем, что ПАВ в составе жидкостей со временем распадаются, ферромагнитные частицы все же слипаются, и жидкости теряют свои магнитные свойства.
Под воздействием довольно сильного вертикально направленного магнитного поля поверхность жидкости с парамагнитными свойствами самопроизвольно формирует регулярную структуру из складок.
ПРИМЕНЕНИЕ
1. Ферромагнитные жидкости используются для создания жидких уплотнительных устройств вокруг вращающихся осей в жёстких дисках. Вращающаяся ось окружена магнитом, в зазор между магнитом и осью помещено небольшое количество ферромагнитной жидкости, которая удерживается притяжением магнита. Жидкость образует барьер, препятствующий попаданию частиц извне внутрь жёсткого диска. Согласно утверждениям инженеров Ferrotec Corporation, жидкие уплотнители на вращающихся осях в норме выдерживают давление от 3 до 4 фунтов на квадратный дюйм (примерно от 20 до 30 кПа), но такие уплотнители не очень годятся для узлов с поступательным движением (например, поршней), так как жидкость механически вытягивается из зазора.
2. Ферромагнитная жидкость способна снижать трение. Нанесенная на поверхность достаточно сильного магнита, например, неодимового, она позволяет магниту скользить по гладкой поверхности с минимальным сопротивлением.
3. Ferrari использует магнитореологические жидкости в некоторых моделях машин для улучшения возможностей подвески. Под воздействием электромагнита, контролируемого компьютером, подвеска может мгновенно стать более жесткой или более мягкой.
4. NASA проводило эксперименты по использованию ферромагнитной жидкости в замкнутом кольце как основу для системы стабилизации космического корабля в пространстве. Магнитное поле воздействует на ферромагнитную жидкость в кольце, изменяя момент импульса и влияя на вращение корабля.
5. Ферромагнитные жидкости имеют множество применений в оптике благодаря их преломляющим свойствам. Среди этих применений измерение удельной вязкости жидкости, помещенной между поляризатором и анализатором, освещаемой гелий-неоновым лазером.
6. Ведется много экспериментов для использования ферромагнитных жидкостей в медицине, например, для удаления опухолей.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ:
Очень простой метод с использованием подручных средств.
Нам понадобится:
1. Тонер для принтера
2. Моторное масло
3. Сильный магнит
4. Стеклянная чашка
5. Металлическая ложка для размешивания
Вливаем масло небольшими порциями в порошок тонера, находящийся в чашке. Все это интенсивно замешиваем до получения однородного состояния жидкости (густой сметаны). Готово!
ЕСЛИ ВАМ ПОНРАВИЛАСЬ ЭТА СТАТЬЯ, СТАВЬТЕ ЛАЙК И ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ!