Magneți lichizi permanenți au fost acum creați în laborator

Regulile despre ceea ce face un magnet bun ar putea să nu fie atât de rigide pe cât credeau oamenii de știință. Folosind un amestec care conține nanoparticule magnetice, cercetătorii au creat acum picături de lichid care se comportă ca niște magneți mici.

Magneții care generează câmpuri magnetice persistente sunt de obicei compuși din solide precum fierul, unde polii magnetici ai atomilor dens împachetati sunt blocați în aceeași direcție (SN: 17.02.18, str. 18). În timp ce unele lichide care conțin particule magnetice pot deveni magnetizate atunci când sunt plasate într-un câmp magnetic, orientările magnetice ale acestor particule care plutesc liber tind să se amestece atunci când câmpul dispare – determinând lichidul să-și piardă magnetismul.

Acum, adăugarea anumitor polimeri la rețeta lor a permis cercetătorilor să creeze picături de lichid magnetizate permanent. Acești magneți minusculi, modelabili, descriși în 19 iulie Ştiinţăar putea fi folosit pentru a construi roboți moi sau capsule care pot fi direcționate magnetic prin corp pentru a livra medicamente către anumite celule.

Pentru a face magneți lichizi, echipa a scufundat picături de dimensiuni milimetrice dintr-o soluție apoasă care conținea nanoparticule de oxid de fier în ulei pisat cu polimeri. Acei polimeri au atras multe dintre nanoparticulele magnetice pe suprafețele picăturilor și le-au fixat acolo, formând un înveliș dens de nanoparticule în jurul fiecărei picături bogate în particule.

Expunerea uneia dintre aceste picături la un câmp magnetic forțează polii magnetici ai nanoparticulelor sale să îndrepte în aceeași direcție. Nanoparticulele de pe suprafața picăturii sunt atât de aglomerate încât, atunci când câmpul magnetic se oprește, orientările lor magnetice nu se pot împinge din aliniament, a descoperit echipa.

În plus, magnetismul colectiv al particulelor de suprafață este suficient de puternic pentru a menține nanoparticulele să plutească liber în restul picăturii în linie. „Așadar, întreaga picătură se comportă ca un magnet solid”, spune coautorul studiului Xubo Liu, om de știință în materiale la Universitatea de Tehnologie Chimică din Beijing.

ROTUND ȘI ROTUND Trei picături de lichid magnetizate permanent care plutesc în ulei se rotesc ca răspuns la un câmp magnetic rotativ, înfășurând vopsea portocalie în jurul lor.

La fel ca magneții convenționali, polii opuși ai picăturilor se atrag și polii lor potriviți se resping, iar împărțirea unei singure picături magnetizate produce bucăți mai mici cu propriii lor poli nord și sud. Liu și colegii au modelat picături simple, sferice și cilindrice, dar tehnicile de imprimare 3-D sau de turnare ar putea crea magneți maleabili cu forme mai complexe, spune Liu.

Magneții lichizi ar putea ajuta roboții moi să se deplaseze, spune Remi Dreyfus, un fizician chimist la agenția națională de cercetare franceză CNRS, care efectuează în prezent cercetări la un laborator comun CNRS-Solvay-University of Pennsylvania din Bristol, Pa. În loc să se bazeze pe gonflabile. pungi de aer sau curent electric de mutat – care leagă roboții de fire sau tuburi – roboții injectați cu material magnetic lichid ar putea fi controlați de la distanță cu câmpuri magnetice (SN Online: 19.09.18).

Aceste picături ar putea fi, de asemenea, combinate pentru a produce noi tipuri de materiale, cum ar fi bureți magnetici sau polimeri elastici, spune Dreyfus, al cărui comentariu asupra studiului apare în același număr al Ştiinţă. „Sunt sigur că oamenii vor avea multe idei” despre cum să pună în funcțiune magneții ultramoi, spune el.