Materiály

15 Lákavá fakta o magnetických kapalinách

15 Lákavá fakta o magnetických kapalinách


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Magnetické kapaliny, které poprvé vyvinula NASA pro vesmírný program, si našly cestu do mnoha aspektů moderního světa. Od použití v hudebních videích až po reproduktory a MRI, magnetické tekutiny jsou dnes všude kolem nás.

Zde prozkoumáme, co jsou zač, jak fungují, a ukážeme vám, jak si doma jeden vyrobit.

Co je to magnetická kapalina?

Magnetické kapaliny jsou podle Science Direct:

„Koloidní systémy sestávající z magnetických nanočástic s jednou doménou rozptýlených v nosné kapalině a jsou vhodnými modelovými systémy pro zkoumání základních vlastností systémů s magnetickými nanočásticemi.“

Tyto tekutiny mají tendenci zůstat v kapalném stavu, i když jsou ovládány, pohybovány nebo kineticky interagovány magnetickým polem.

„Tradiční způsoby přípravy magnetických tekutin zahrnují dlouhodobé převracení magnetického materiálu ocelovými kuličkami po dobu několika týdnů v nosném médiu obsahujícím dispergační činidlo.

V těchto metodách mletí se kyselina olejová běžně používala ke stabilizaci disperzí v petroleji a jiných uhlovodíkových disperzních médiích. “- 911 Metalurg.

Tyto tekutiny v přírodě neexistují a byly poprvé vytvořeny v polovině 60. a 70. let. Včasná příprava těchto podivných materiálů byla poměrně nákladná a nákladná 85 $ za ml.

Tato vysoká cena zpočátku brzdila aplikaci materiálu ve vědě o materiálech a minerálech. Pozdější výzkum amerického úřadu pro doly s použitím magnetitu v petrolejové suspenzi však okolí snížil 1 $ za litr.

SOUVISEJÍCÍ: TOTO FERROFLUIDOVÁ LAVOVÁ LAMPA JE PERFEKTNÍ DESKOVÉ PŘÍSLUŠENSTVÍ

Jeden příklad se nazývá ferrofluid nebo feromagnetická kapalina. Tato magnetická kapalina se silně magnetizuje v přítomnosti magnetického pole a byla poprvé vyvinuta NASA na počátku 60. let.

Byl vyvinut k nalezení způsobu přesunu kapalného raketového paliva na vstup čerpadla v prostředí s nízkou gravitací nebo bez tíže.

Magnetické tekutiny, podobně jako ferrofluidy, mají tendenci sestávat z nanočástic, z nichž každá bude obvykle potažena povrchově aktivní látkou, aby se zabránilo jejich shlukování. Ferrofluidy obvykle ztratí jakýkoli indukovaný magnetismus, když jsou odstraněny z vnějšího magnetického pole.

Z tohoto důvodu jsou klasifikovány jako „superparamety“.

V roce 2019 se však týmu vědců z University of Massachusetts a Pekingské univerzity chemických technologií podařilo vytvořit magnetickou tekutinu, která může zůstat trvale magnetizovaná. Tento průlom popřel ustálenou víru, že této vlastnosti jsou schopny pouze husté pevné látky se stálým tvarem.

Jak fungují ferrofluidy?

Ferrofluidy, jak jsme viděli, obsahují malé částice oxidu železa. Když je magnet přitahován blízko kapaliny, jsou tyto částice přitahovány.

To obvykle způsobí, že tekutina vytvoří úžasně vypadající jehly nebo hroty. Důvodem je složitá interakce různých sil.

Částice oxidu železa jsou přitahovány k magnetickému poli a samotné magnetické pole je přitahováno k tekutině.

Částice a olej spolupracují díky přítomnosti povrchově aktivní látky jako jeden celek. Jeden konec povrchově aktivní látky se pevně drží na částicích oxidu železa, zatímco druhý také drží na oleji.

Tím se zabrání tomu, aby se částice oxidu železa shlukovaly a oddělovaly od nosiče oleje - jak byste viděli, kdybyste jednoduše smíchali částice oleje a oxidu železa.

Z tohoto důvodu je ferrofluid jako celek řízen do koncentrovaných kolon.

Současně se gravitace pokouší táhnout kolony zpět dolů, zatímco povrchové napětí oleje způsobí, že se každá kolona vtáhne do sebe a vytvoří charakteristické jehly kapaliny.

Můžete se dotknout ferrofluidu?

Určitě můžete, ale nedoporučuje se to. Ferrofluidy jsou považovány za hlavní látky dráždící pokožku.

Jakmile se dotknete ferrofluidu prstem, kapalina začne rychle cestovat po hřebenech prstu a kolem nehtu.

To nejen vypadá nevzhledně, ale také to může a bude dráždit vaši pokožku. Může také zanechat na pokožce dlouhodobé zabarvení.

15 faktů o magnetických tekutinách

Takže bez dalších okolků je zde 15 faktů o jídle o zázračných materiálech, které jsou magnetickými tekutinami. Tento seznam není zdaleka vyčerpávající a není v žádném konkrétním pořadí.

1. Magnetické kapaliny, konkrétně ferrofluidy, vyvinul v 60. letech Steve Papell z NASA, aby pomohl pohybovat raketovým palivem v mikro-gravitaci.

2. Když jsou tyto tekutiny vystaveny magnetickému poli, mají tendenci vytvářet charakteristické hroty nebo jehly.

3. Většina magnetických kapalin nezůstává zmagnetizována v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole.

4. Ferrofluidy mají silnou schopnost barvení a mohou barvit pokožku, sklo a dokonce i keramické povrchy.

5. Pravý ferrofluid zůstává stabilní po dlouhou dobu. Je to proto, že pevné částice v nich se neaglomerují ani neoddělují v důsledku gravitace.

6. Ferrofluidy jsou ve skutečnosti v současné době zkoumány k léčbě nádorů. Myšlenkou je vstříknout je do nádoru a roztrhnout je pomocí magnetických polí.

7. Doufáme, že magnetické kapaliny by mohly v budoucnu pomoci vyvíjet chytré kapaliny. Takové kapaliny by na povel mohly změnit stav mezi pevnou látkou a kapalinou.

8. Některé ferrofluidy byly použity v systémech odpružení automobilů. Změnou elektrického proudu skrz ně kapalina upravuje tuhost odpružení v reakci na jízdní podmínky.

9. Magnetické tekutiny se stávají populárnějšími jako umělecké médium. Některá muzea umění a vědy mají speciální exponáty věnované těmto úžasným tekutinám.

10. Možná jste si také všimli ferrofluidů ve více než několika hudebních videích. Například,Kyvadlo použitý ferrofluid pro hudební video ke skladbě, Vodové barvy.

11. Typický ferrofluid se skládá z 5% magnetické pevné látky, 10% povrchově aktivní látka a 85% nosná kapalina.

12. Povrchově aktivní látky jsou pro ferrofluidy životně důležité, protože snižují povrchové napětí mezi kapalnými a pevnými složkami. Typicky se pro tento účel používá kyselina olejová, tetramethylamonium hydroxid, kyselina citrónová nebo sójový lecitin.

13. NASA rovněž experimentovala s prouděním ferrofluidů v uzavřené smyčce s elektromagnety jako systémem kontroly nadmořské výšky.

14. Magnetické tekutiny, jako jsou ferrofluidy, se dnes používají v různých technologiích. Aplikace zahrnují reproduktory, pevné disky počítačů, motory s rotujícími hřídeli a jako kontrastní látka pro MRI.

15. Ferrofluidy by neměly být zaměňovány s magnetoreologickými tekutinami (MR). Později se skládá z částic v mikrometrickém měřítku, které se časem usadí gravitací.


Podívejte se na video: 9 Amazing Magnet Gadgets! (Prosinec 2022).