fluid magnetic: proprietățile sale unice și aplicații
fluid magnetic este una dintre primele și foarte vizuale realizări ale nanotehnologiei, care se aplică cu succes în diferite domenii. Multe dintre sarcinile fundamentale ale omenirii, prin utilizarea de fluid feromagnetic ar putea obține o nouă soluții, foarte originale si inovatoare: de exemplu, ecologiștii folosesc această invenție pentru colectarea de ulei mineral, si medici - pentru a crea medicamente anti-tumorale.
Este interesant faptul că, pentru toate sale high-tech, lichide cu proprietăți magnetice pot fi obținute chiar și în casă, care alimentează în continuare interesul pentru această invenție.
fluid magnetic și proprietățile sale
După cum sugerează și numele, fluidul magnetic este o substanță care este puternic polarizată în prezența unui câmp magnetic. Strict vorbind, orice substanță poate fi numită indiferentă la radiații magnetice, cu toate că pentru cele mai multe formulări atracție sau repulsie de magnet este atât de slabă încât să poată fi detectate numai cu ajutorul unor dispozitive speciale.
Pe de altă parte, o nevoie urgentă de un sistem care poate da corpuri de proprietăți magnetice, fără a schimba structurile lor a provocat un interes fără precedent în găsirea unor modalități de a îmbunătăți proprietățile magnetice ale materialului prin introducerea ei ca particule magnetice mici, lichidul să-și păstreze fluiditatea și sistemul a rămas stabil timp de mai mulți ani.
La o primă aproximație, un fluid magnetic - un solvent organic convențional sau apă, în care particulele plutitoare sunt materiale magnetice cu dimensiuni foarte mici. Pentru a asigura stabilitatea soluției coloidale de particule feromagnetice de dimensiuni nanometrice sunt legați în interiorul substanțe de suprafață active (surfactanți) sau polimeri nano-magneți de antiblocare între ele printr-o interacțiune Waals magnetic sau Van der.
similare în formă unui particule sferă de magnetit, hematita și alte materiale, care includ fier, dimensiunea de 5-10 nanometri - Deoarece componenta magnetică a fluidului magnetic sunt materiale feromagnetice utilizate în mod obișnuit. Fiind o soluție coloidală, fluidul magnetic are proprietăți de două stări ale materiei - lichide și solide, cu trecerea de la o stare la alta în obiect are loc sub influența unui câmp magnetic.
O proprietate importantă a fluidului magnetic - este rezistența, exprimată în lipsa aderenței particulelor solide și eliberați-le într-o fracțiune separată, chiar și în prezența unui câmp magnetic foarte puternic. Cu toate acestea, agenți activi de suprafață, care formează o teacă de protecție în jurul particulelor magnetice în cele din urmă rupe, astfel încât durata de viață medie a fluidului magnetic este de două până la cinci ani.
Sub influența câmpului magnetic, magnetice formele fluide un design foarte interesant, vizual care amintește de un arici drăguț, și este proprietatea ei, numită științific „instabilitate în direcția normală a câmpului“, probabil, este baza de experimente științifice cele mai populare cu ferofluid.
Cum se obține fluidul magnetic?
In prezent, mai multe metode cunoscute pentru prepararea industrială a fluidului magnetic, care, în orice caz, este compusă din două procese fundamentale - obținerea particulelor nanosize magnetice și stabilizarea acestora într-o soluție lichidă.
Este important ca ambele aceste etape trebuie să fie aliniate în timp, pentru a evita particulele lipesc unul de celalalt. Toate metodele de producere a particulelor magnetice nanosize sunt reduse la două procese fundamental diferite - dispersabile (adică de măcinare particule mai mari) și condensare - extragerea lor din moleculele de soluție.
Dintre toate metodele de mărunțire a particulelor solide este cel mai eficient mecanic, care, cu toate acestea, nu este lipsită de dezavantaje - de exemplu, această tehnologie este caracterizată printr-o productivitate scăzută și o mare răspândire a dimensiunilor particulelor rezultate. Mult mai multe metode promițătoare de condensare au apărut, particulele de dimensiuni coloidale sunt formate prin procesul de asociere spontană (condensarea) a atomilor individuali sau molecule.
Metode de condensare de bază - această condensare electrolitică (săruri metalice de eliberare din soluții apoase), condensarea vaporilor de vid metalici atunci când sunt încălzite la temperaturi înalte și o metodă carbonil, care se bazează pe descompunerea termică a unui rezervor special carbonili metalici volatili.
Există, de asemenea, o serie de moduri interesante de a obține un fluid magnetic, cu propriile sale mâini și acasă (sau aproape la domiciliu) mediu. Primul dintre acestea este cunoscut ca și chimice potrivite, în primul rând, pentru cei care nu numai că are o vastă experiență în efectuarea de experimente chimice, dar are, de asemenea, substanțe chimice speciale și ustensile de bucătărie. Ca sursă de particule magnetice prin această metodă utilizează săruri de fier di- și trivalent ca surfactant - sare de sodiu a acidului oleic precum lichidul purtător de particule - apă distilată.
Metoda mecanică de obținere a unui fluid magnetic cu mâinile lor mult mai simplu, deși calitatea produsului finit va fi mai rău decât cea a lichidului, care rezultă în inginerie chimică. Această metodă se bazează numai pe cernerea și amestecare, și sunt principalul material pentru el granulatie fina de otel - mai mic cu atat mai bine (în mod ideal - praf de oțel, produse după locul de muncă a văzut sau teasc bulgară).
Praful colectat este un oțel umplut cu apă simplă saturată cu agenți activi de suprafață (pentru aceasta este convenabil să se utilizeze un detergent fără spumare puternică). Pentru a minimiza coroziunea particulelor metalice în locul apei este mai bine să se utilizeze lichidul de ulei de motor sau frână.
Și aici e altul, o metodă extrem de simplă pentru prepararea unui fluid magnetic cu cerneală din ulei de imprimantă și legume:
Metode de utilizare Ferofluid
În cele din urmă, vorbind despre astfel de produse interesante ca fluid magnetic, vom prezenta câteva dintre modalitățile cele mai originale și utile pentru a le utiliza.
1. Fluidul magnetic în domeniu
Una dintre cele mai populare zone de utilizare fluid magnetic făcut pe bază de ulei, - un lubrifiant magnetic, reducând frecarea și prevenirea pătrunderii unităților străine în particule nemagnetice, lichidul ejectat de câmpul magnetic.
2. fluid magnetic în ecologie
Tratarea apei reziduale din petrol - problemă globală a omenirii. Un mod original de a rezolva aceasta este utilizarea fluidelor magnetice, care se adaugă apa reziduală omagnichivayut produse petroliere și furnizează sisteme de separare magnetice speciale.
O astfel de tehnologie poate fi folosită pentru curățarea uleiului din rezervoare naturale Astfel, în vărsat pe un elicopter alunecos suprafața apei pulverizate cu un fluid magnetic, apoi muiată în apă magnet neodim puternic si un loc imens se micșorează până la un punct, evacuarea pompa cu ușurință.
3. fluid magnetic în medicină
În ciuda orientării sale inițiale tehnice în domeniul Ferofluid de sănătate a primit astăzi nu mai puțin răspândită decât în domeniu. De exemplu, fluidele magnetice amestecate cu medicamente anticancer pentru a le localiza in tumora, utilizate pentru livrarea vizate de enzime ca substanțe radioopace pentru studiile fluxului sanguin si in chirurgia de suprapunere a fluxului sanguin după tăiere.