Zajímavý

Přitažlivost magnetické měkké hmoty vyvinutá společností Berkeley Lab je nekonečná

Přitažlivost magnetické měkké hmoty vyvinutá společností Berkeley Lab je nekonečná

Tolik jednoduchostí strojírenského světa, které si užíváme po celá desetiletí a pravděpodobně je z velké části považujeme za samozřejmost, je založeno na technologii magnetů. Všechno, od elektrických motorů přes zvukové reproduktory až po kreditní karty, využívá ke svému fungování pevné magnety. Tým vědců v laboratoři Berkeley Lab právě posunul zavedené nápady v magnetické hře na další úroveň pomocí specializované 3D tiskárny pro generování nové látky, která dosud ve vědě nebyla, a to jak magnetické, tak kapalné.

Počkejte, neexistovaly dříve tekuté magnety ve formě ferrofluidů?

Tento nový materiál nelze zaměňovat s tradičními ferrofluidy, což jsou jednoduše částice oxidu železa ve formě roztoku, které se silně zmagnetizují v přítomnosti jiného magnetu. Ferrofluidy však poskytly inspiraci vědcům, kteří hledali způsob, jak vyrobit magnety jak pro kapaliny, tak pro tisk.

SOUVISEJÍCÍ: OBJEVIL SE NOVÝ TYP MAGNETU

V návaznosti na chování ferrofluidů vedl poplatek za minulost Tom Russell, profesor vědy a inženýrství polymerů na univerzitě v Massachusetts, a autor této studie, Xubo Liu, doktorand na pekingské univerzitě chemické technologie sedm let vývoje plně tekutých struktur, které lze současně tisknout 3D.

Sledujte tradiční ferrofluidy v akci ve videu níže.

Jaká je za tím věda?

S technologií 3D tisku, kterou pomohl bývalý postdoktorský výzkumný pracovník Berkeley Lab Joe Forth, tento tým tiskl kapky roztoku ferrofluidu obsahující částice oxidu železitého ne větší než protein protilátky (zhruba 20 nanometrů v průměru).

Pomáhající vědci Brett Helms a Paul Ashby pomocí mikroskopie atomové síly a povrchové chemie pozorovali, že mezi těmito dvěma kapalinami probíhá jev zvaný „mezifázové rušení“. To v zásadě vede k tomu, že nanočástice stlačí povrch kapičky. Vystavení magnetické cívce předvídatelně způsobilo, že nanočástice oxidu železa byly dočasně magnetické.

Kouzlo se stalo, když byla magnetická cívka odstraněna a posádka Berkeley Lab pozorovala kapičky tíhající k sobě v jakémsi synchronizovaném vířícím tanci. Ukázalo se, že magnetizace kapiček byla trvalá a v následujících standardních experimentech s magnetometrií tyto nové kapalné magnety vykazovaly jednotný pohyb severojižního pólu - stejně jako pevné magnety.

Zaseknuté nanočástice oxidu železa pozorované na povrchu kapičky nějakým způsobem přenášejí magnetizaci, kterou dostávají z cívky, na celou kapičku.

Nejchladnější částí je, že jsou také posunovači tvarů

Tyto zmagnetizované kapičky nadále ohromovaly své objevitele tím, že si udržely své magnetické vlastnosti bez ohledu na to, jak malé rozdělení mezi nimi bylo provedeno nebo jaký tvar byli nuceni obývat. Tvarovaný tvar šplouchnutí do koulí na vlákna, která se podobala lidským vlasům, nesla stejnou magnetickou sílu jako původní kapička.

Zdá se, že kapalné magnety mají také schopnost jemného doladění pro přepínání mezi magnetickým a nemagnetickým režimem. Po přepnutí do magnetického režimu mohou být jejich pohyby směrovány z externího magnetu ovládaného dálkově.

Co můžeme dělat s tímto novým magnetizovaným kapalným materiálem?

Žádostí o použití kapalných magnetů je nespočet. Hovoří se o kapalných robotech s vrtulí používaných k buněčné terapii a operacích všeho druhu. Flexibilní roboti, kteří mohou měnit svůj tvar tak, aby se přizpůsobili jejich prostředí, upgrady v MRI skenování a nová pole terapie nemocí lze považovat za budoucí nebo současné dobrodince tohoto neuvěřitelného průlomu. Ve vědě magnetů přitahují protiklady a tato vzrušující nová tekutá měkká hmota je vybavena některými velmi pevnými potenciálními využitími.


Podívejte se na video: Spring Time for Undulators (Prosinec 2021).