В лаборатории созданы постоянные жидкие магниты

Жидкие магниты
Намагниченные капли жидкости (желтые) закручиваются в масле под воздействием вращающегося магнитного поля, оборачиваясь оранжевым красителем (Изображение: X. LIU ET AL/SCIENCE 2019)

Используя смесь, содержащую магнитные наночастицы, исследователи создали жидкие капли, которые ведут себя как крошечные постоянные магниты.

Постоянные магниты обычно состоят из твердых тел, таких как железо, где все магнитные полюса атомов зафиксированы в одном направлении. Несмотря на то, что некоторые жидкости, содержащие магнитные частицы, могут намагничиваться при помещении в магнитное поле, магнитные ориентации этих свободно плавающих частиц имеют тенденцию перемешиваться, когда поле исчезает, что приводит к потере магнетизма жидкостью.

Однако добавление определенных полимеров в их рецептуру позволило исследователям создать постоянно намагниченные капли жидкости. Эти крошечные формуемые магниты были описаны в журнале Science. Исследователи полагают, что их можно использовать для создания мягких роботов или капсул, которые можно магнитно направлять по всему телу для доставки лекарств в конкретные клетки. 

Чтобы сделать жидкие магниты, команда погружала капли миллиметрового размера в водный раствор, содержащий наночастицы оксида железа в масле, приправленном полимерами. Эти полимеры вытягивали многие из магнитных наночастиц на поверхности капель и закрепляли их там, образуя плотно упакованную оболочку из наночастиц вокруг каждой богатой частицами капли. 

Воздействие одной из этих капель на магнитное поле заставляет магнитные полюса его наночастиц указывать в одном направлении. Исследователи обнаружили, что наночастицы на поверхности капельки находятся так близко, что, когда магнитное поле отключается, их магнитная ориентация не нарушается. 

Более того, коллективный магнетизм поверхностных частиц достаточно силен, чтобы наночастицы свободно плавали по всей остальной части капли в линии. «Таким образом, вся капля ведет себя как сплошной магнит», — говорит соавтор исследования Сюбо Лю, специалист по материалам Пекинского университета химических технологий.

Как и обычные стержневые магниты, противоположные полюса капель притягиваются, а их совпадающие полюса отталкиваются, и при разделении одной намагниченной капли образуются более мелкие кусочки с собственными северным и южным полюсами. Лю и его коллеги изготовили простые, сферические и цилиндрические капли, но 3-D печать или технологии литья могут создать вязкие магниты более сложной формы, говорит Лю. 

Эти капли могут также быть объединены для производства новых видов материалов, таких как магнитные губки или эластичные полимеры, говорит Реми Дрейфус, физик-химик из французского национального исследовательского агентства CNRS. «Я уверен, что у людей будет много идей, как заставить работать ультрамягкие магниты», сказал он. 

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*