Primul lichid permanent magnetic, obținut accidental în laborator

De obicei, ne imaginăm magneţii ca fiind în starea de agregare solidă, spune Thomas Russell, profesor de ştiinţa polimerilor şi inginerie la University of Massachusetts Amherst, transmite Știri.md cu referire la dig24.ro.

Dar acum ştim că „putem obţine magneţi în stare lichidă, care pot lua diferite forme - şi putem decide formele pe care aceştia să le ia”, a adăugat el, precizând că picăturile din acest lichid magnetic pot forma sfere, cilindri sau forma discului plat al aluatului de clătite. 

„Putem să le facem să arate ca un arici de mare dacă dorim”, a completat el.

Russell şi echipa sa au obţinut acest magnet lichid din întâmplare, în timp ce experimentau cu o imprimantă 3D. 

Ei au încercat să printeze lichide în scopul obţinerii unor noi materiale solide, dar care să aibă proprietăţile fluidelor, pentru diferite aplicaţii în domeniul energiei.

Într-una din zile, studentul postdoctoral şi coordonatorul acestui studiu, Xubo Liu, a observat că picături din materialul rezultat din imprimanta 3D, ce era alcătuit din particule magnetizate de oxid de fier, se învărteau la unison pe un suport magnetic. 

Ulterior echipa sa a observat că întregul construct, nu doar acele particule, devenise magnetic.

Cum funcționează magnetul lichid

Folosind o imprimantă 3D special adaptată pentru lichide, echipa a reuşit să genereze picături de ordinul milimetrilor din apă, ulei şi oxizi de fier. 

Aceste picături îşi menţin forma pentru că o parte din particulele de oxid de fier din compoziţie formează legături cu surfactanţii (denumiţi şi tenside - substanţe care reduc tensiunea de suprafaţă a lichidului). 

Surfactanţii formează o peliculă în jurul apei, iar unele particule de oxid de fier intră în compoziţia acestei pelicule, în timp ce restul rămân în interior, după cum explică Russell.

Apoi, echipa a plasat aceste picături în apropierea unei bobine magnetice pentru a le magnetiza. După îndepărtarea bobinei magnetice, picăturile au demonstrat un comportament nemaivăzut până acum la substanţele lichide - şi-au păstrat proprietăţile magnetice.

Lichidele magnetice erau cunoscute de fizicieni. Ele poartă denumirea deferofluide şi sunt fluide constituite din particule coloidale feromagnetice, ferimagnetice sau paramagnetice, suspendate într-un lichid purtător. 

Caracteristic pentru ferofluide este însă faptul că acestea rămân magnetizate doar în prezenţa unui câmp magnetic.

Atunci când picăturile au fost apropiate de câmpul magnetic, particulele de oxid de fier s-au aliniat la unison, indicând aceeaşi direcţie. 

Odată ce a fost oprit câmpul magnetic, particulele de oxid de fier s-au alipit de surfactantul din peliculă în formaţie strânsă, fără a se mai putea mişca şi astfel şi-au păstrat alinierea. 

Particulele de oxid de fier care au rămas să plutească în interiorul lichidului au preluat, de asemenea, această aliniere.

Oamenii de ştiinţă încă nu înţeleg mecanismul prin care aceste particule se menţin în stare magnetizată. Odată ce vor avea această explicaţie, aplicaţiile acestei descoperiri pot fi multiple, atât în domeniul energeticii cât şi al roboticii şi al programelor spaţiale.