بالنسبة لشخص بعيد عن الاكتشافات العلمية ، وداعًا للفيزياء أو الكيمياء في المدرسة ، تبدو أشياء كثيرة غير عادية. باستخدام الأجهزة الكهربائية في الحياة اليومية ، على سبيل المثال ، لا نفكر في كيفية عملها بالضبط ، مع الأخذ في الاعتبار فوائد الحضارة. ولكن عندما يتعلق الأمر بشيء يتجاوز الإدراك اليومي ، فإن حتى الكبار يشعرون بالدهشة ، مثل الأطفال ، ويبدأون في الإيمان بالمعجزات.

كيف ، إلى جانب السحر ، يمكن للمرء أن يفسر ظاهرة ظهور الأشكال ثلاثية الأبعاد ، والزهور والأهرامات ، والصور السحرية التي تحل محل بعضها البعض من سائل يبدو عاديًا؟ لكنه ليس سحرًا ، فالعلم يعطي سببًا منطقيًا لما يحدث.

ما هو السائل الممغنط؟

نحن نتحدث عن السوائل الممغنطة - نظام غرواني يتكون من الماء أو مذيب عضوي آخر يحتوي على أصغر جزيئات أكسيد الحديد الأسود ، وأي مادة تحتوي على الحديد. أبعادها صغيرة جدًا بحيث يصعب تخيلها: فهي أرق بعشر مرات من شعرة الإنسان! تسمح هذه الأبعاد المجهرية بتوزيعها بالتساوي في المذيب باستخدام الحركة الحرارية.

في الوقت الحالي ، بينما لا يوجد تأثير خارجي ، يكون السائل هادئًا يشبه المرآة. لكن على المرء فقط أن يجلب مجالًا مغناطيسيًا موجهًا إلى هذه "المرآة" ويدخل في الحياة ، ويظهر للمشاهد صورًا ثلاثية الأبعاد مذهلة: تتفتح الزهور السحرية ، وتنمو الأشكال المتحركة على السطح ، وتتغير تحت تأثير المجال.

اعتمادًا على قوة واتجاه المجال المغناطيسي ، تتغير الصور أمام أعيننا - من الضوء ، وتموجات بالكاد ملحوظة تظهر على سطح السائل ، من خلال الإبر والقمم التي تغير الحدة والانحدار وتنمو إلى أزهار وأشجار.

القدرة على إنشاء صور ملونة بمساعدة الإضاءة ، والتي تسحر المشاهد حقًا ، تكشف عن عالم غير معروف أمامه.

لسوء الحظ ، فإن الجسيمات المعدنية ، على الرغم من تسميتها بالمغناطيسية المغناطيسية ، ليست مغنطيسية حديدية بالمعنى الكامل ، لأنها لا تستطيع الاحتفاظ بالشكل الناتج بعد اختفاء المجال المغناطيسي. لأنهم لا يمتلكون مغنطة خاصة بهم. في هذا الصدد ، فإن استخدام هذا الاكتشاف ، الذي ، بالمناسبة ، ليس جديدًا تمامًا - لقد تم إجراؤه بواسطة Rosenzweig الأمريكي في منتصف القرن الماضي ، لم يجد تطبيقًا واسعًا.

كيف تصنع وأين يتم استخدامها؟

تُستخدم الموائع الحديدية في الإلكترونيات وصناعة السيارات ، وأود أن أصدق أن استخدامها على نطاق واسع ليس بعيد المنال ، ومع تطور تكنولوجيا النانو ، سيتم استخدامها على نطاق واسع. في غضون ذلك ، يكون هذا في الغالب ممتعًا للجمهور المعجب ، المدلل بأنواع مختلفة من النظارات.

الصور ثلاثية الأبعاد تجعلك تتابعها بفارغ الصبر ، وتشك فيما إذا كان هذا مونتاجًا ، وتبحث عن شرح لما يحدث ، على الأقل على الإنترنت. من يدري ، ربما طفل صغير ، يشاهد اليوم الألوان والأشكال المعدنية "الحية" بفمه مفتوحًا ، سيجد غدًا تطبيقًا جديدًا جوهريًا لهذه الظاهرة ، مما يحدث ثورة في العلوم والتكنولوجيا. ولكن هذا غدًا ، ولكن في الوقت الحالي - شاهد واستمتع!

فيروفلويد، هو سائل مغناطيسي- أداة غريبة وغامضة للغاية. رأيته لأول مرة منذ حوالي عشر سنوات ، في متحف باريس للعلوم والتكنولوجيا ، حيث كان أحد المعروضات عبارة عن وعاء زجاجي مغلق بإحكام بداخله سائل أسود زيتي. بالقرب من وضع زوج من المغناطيس. عندما نشأوا في وعاء ، تفاعل السائل ، فارتفع مثل القنفذ وشكل صورة لنوع من المسامير المهددة إلى حد ما تكرر شكل المغناطيس. كان هناك أيضًا وصف موجز لما هو عليه وماذا يؤكل. ثم تعلمت هذا الاسم - ferrofluid. بالطبع ، كان يرغب في ذلك بشغف ، ولكن بعد ذلك لم تكن هناك أفكار على الإطلاق من أين يمكن الحصول عليه ، ولا توجد فرص لذلك. والآن ، بعد عشر سنوات ...

الموائع الحديدية ، في الواقع ، عبارة عن تعليق لجسيمات نانوية لمغناطيس حديدي (عادة ماغنتيت) ، بحجم حوالي 10 نانومتر (نادرًا ما يكون أكبر) ، مختلطًا في مادة خافضة للتوتر السطحي (مذيب عضوي مثل حمض الأوليك ، أو الماء) ، والذي يشكل نوعًا من فيلم حول الجسيمات النانوية ، وعدم السماح لهم بالانزلاق. تحت تأثير المجال المغناطيسي ، تصطف الجسيمات على طول خطوطها ، وتشكل هذه الإبر المميزة. من حيث المبدأ ، من غير المحتمل أن أكون قادرًا على وصف خصائص السائل الممغنط بشكل أفضل مما هو عليه في Wiki ، لذلك أرسل أولئك الذين يريدون معرفة المزيد من النظريات هناك.

لقد وجدت الجرة الثمينة التي كنت أبحث عنها على Ebee ، بالإضافة إلى العديد من الأشياء الأخرى. لم تكن بطاقة السعر مشجعة للغاية ، ولكن لم تكن هناك بدائل عمليًا (بالمناسبة ، إنها أغلى أربع مرات في موقع supermagnete.de) ، لذلك كان علي أن أطلبها. والآن ، بعد شهر ، لديّ إناء أخيرًا. 8 أونصات من ذلك الفضلات السوداء الغريبة.
أول ما تم اكتشافه هو أنها كانت قذرة للغاية. إذا سقطت قطرة من السوائل الممغنطة على الملابس ذات الألوان الفاتحة ، فلن تتم إزالة هذه البقعة بأي شيء. ومن المرغوب جدًا ارتداء القفازات عند العمل معه. ثانيًا ، تتدفق بعنف. تم العثور على قطرات في أكثر الأماكن التي لا يمكن التنبؤ بها. والثالثة - نظرًا للجمع بين أول خاصيتين لهذا البرطمان ، فسوف تدوم لفترة قصيرة جدًا 🙁

في الواقع ، كما اتضح بعد عدة تجارب ، من أجل الحصول على أنماط مثيرة للاهتمام حقًا لتوزيع الجسيمات ، من الضروري أن يكون لديك مغناطيس كهربائي قوي وأشكال ذات شكل حافة معقد (مثل المثاقب ، والتروس ، وما إلى ذلك) ، وبصورة جيدة الطريقة التي يجب أن يلف بها المغناطيس الكهربائي على هذا الجسم بالذات. الملاهي ذات المغناطيس الدائم مثيرة للفضول ، ولكن ، أولاً ، مغناطيساتي ضعيفة نوعًا ما للحصول على صور كبيرة ، وثانيًا ، هذا هو الترفيه لمدة خمس دقائق تقريبًا ، حيث تبين أن سلوك السائل رتيب إلى حد ما.

ومع ذلك ، فقد تمكنا حتى الآن من التوصل إلى خيار ملون إلى حد ما لاستخدام المغناطيس الدائم مع المائع الممغنط: تحتاج إلى إحضار المغناطيس ليس من الأسفل ، ولكن من أعلى (بالطبع ، من خلال طبقة من الزجاج أو البلاستيك) ، وبعد ذلك يمكنك ملاحظة كيف ينمو العمود من مركز الوعاء بالسائل الممغنط ، ويبدأ الزجاج الموجود أسفل المغناطيس في الانتفاخ بإبر السائل المتدفق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قوة الجاذبية التي تسحب السائل لأسفل تزيد بشكل ملحوظ من طول الإبر.

من الصعب للغاية تصوير الموائع الحديدية بجودة عالية. نظرًا لانعكاسها اللامع الحاد للضوء والسواد الكامل في أي طبقة سميكة بشكل ملحوظ على الأقل (بالمناسبة ، إنها بنية في طبقة رقيقة جدًا) ، فقد أصبح من الصعب تصوير حدود المسامير. لكن في النهاية ، اكتشفت ما يجب القيام به: التصوير بسرعة مصراع تبلغ خمس ثوانٍ ، وخلال هذا الوقت قم بتلويح مصباح يدوي ، يضيء القنفذ من السائل الممغنط الملتصق من جوانب مختلفة.

بالمناسبة ، يمكنك محاولة صنع سائل ممغنط بيديك. نظرًا لأنني لم أجربها بعد ، فلن أخوض في التفاصيل ، لكن عندما أصل إلى هناك ، سأدون بالتأكيد ماذا وكيف. تكمن الصعوبة الرئيسية في الحاجة إلى جهاز التعليق بالطرد المركزي ، ولكن يمكنك محاولة التغلب عليه بوسائل مرتجلة ، لأنه لا يوجد حتى الآن جهاز طرد مركزي.

أود أن أذكر على وجه التحديد منحوتات السوائل الممغنطة.هذا ما سأجتهد من أجله وما أريد أن أحصل عليه منه في النهاية. مشهد ساحر للغاية ، خاصة تلك التي تحلق في الهواء.

يشير مصطلح "المائع الممغنط" عادة إلى مائع ينجذب بواسطة مغناطيس ، أي يتفاعل مع مجال مغناطيسي. علاوة على ذلك ، في المجالات المغناطيسية القوية ، يمكن لهذا السائل أن يفقد سيولته ، ويصبح مثل الجسم الصلب. لقد سمع الكثيرون عن مثل هذه المواد ، لكن معظمهم يعتبرون هذه المواد منتجات غريبة ومكلفة عالية التقنية ، ومتاحة فقط لعدد قليل من المحظوظين المختارين. هذا صحيح ، ولكن جزئيًا فقط. في بعض الأحيان ، تكون الجودة الأقل ، ولكن أكثر من المنتج الميسور التكلفة ، المصنوعة في بضع دقائق حرفيًا من القمامة كافية تمامًا.

السوائل المغناطيسية "المهنية"

السائل المغناطيسي "المهني" عادة ما يكون محلول غرواني لأصغر جسيمات مادة مغناطيسية ، أي تعليق الجسيمات الصلبة في سائل مستقر ولا يستقر بمرور الوقت. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام أكسيد الحديد الأسود (Fe 3 O 4) كمادة مغناطيسية ، وعادة ما يتراوح حجم جسيماتها من 2 إلى 30 نانومتر (ومع ذلك ، هناك أيضًا ذكر للجسيمات الأكبر - حتى 10 ميكرومتر). لمنع التصاق الجسيمات المغناطيسية واستقرارها ، يتم استخدام أنواع مختلفة من المواد النشطة على السطح (المواد الخافضة للتوتر السطحي) ، اعتمادًا على نوع السائل الأساسي الذي يشكل أساس المحلول الغرواني. في المقابل ، يتم تحديد اختيار المائع الأساسي من خلال الغرض المقصود للمنتج النهائي والمجموعة المرغوبة من خصائصه (اللزوجة ، الكثافة ، مقاومة الحرارة ، التوصيل الحراري ، إلخ). بالإضافة إلى الماء ، فإن السوائل الأساسية الأكثر شيوعًا للتطبيقات التقنية هي الكيروسين والزيوت الصناعية السائلة ، للتطبيقات الطبية الحيوية - أنواع مختلفة من السوائل العضوية.

بسبب جزيئات أكسيد الحديد الأسود ، فإن السوائل الحديدية عادة ما تكون مواد سوداء كثيفة غير شفافة. لتقليل اللزوجة ، يمكن تقليل تركيز المغنتيت ، لكن هذا بالطبع يقلل أيضًا من الخصائص المغناطيسية للسائل. يمكن أن يؤدي استخدام حشوات مغناطيسية أخرى بدلاً من أكسيد الحديد الأسود إلى إعطاء السائل لونًا غير الأسود (عادةً ما تكون درجات مختلفة من الأصفر والبني) ، ولكن لا يمكن لأي من هذه السوائل أن تتباهى بشفافية بلورية.

التعقيد في الحصول على سوائل مغناطيسية "حقيقية" مثير للإعجاب - على سبيل المثال ، بالنسبة للطحن الميكانيكي للجسيمات إلى الحجم المطلوب ، احتاج المجربون 1000 ساعة من تشغيل مطحنة الكرة (1.5 شهر بدون انقطاع!). تعتبر الطرق الأخرى أيضًا غريبة تمامًا ، على سبيل المثال ، يعتمد طحن الجسيمات بطريقة التكثيف الكهربائي على إنشاء قوس فولتية في سائل بين الأقطاب الكهربائية المغمورة فيه ، وتملأ الفجوة بينهما بالمواد المراد طحنها. هناك أيضًا طرق كيميائية بحتة ، ومع ذلك ، لا يمكنها الاستغناء عن الطرد المركزي المتكرر لمنتجات التفاعل. لكن النتيجة تستحق العناء: السوائل التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة يمكن أن تحتفظ بخصائصها لسنوات عديدة.

تم وصف أبسط طريقة كيميائية هنا: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. يمكن الاطلاع على دراسة تفصيلية للمشكلة من المواقف العلمية الصارمة على هذا الموقع: http://magneticl Liquid.narod.ru/authority/008.htm.

السائل المغناطيسي DIY

صنع السائل المغناطيسي بوسائل كيميائية

للقيام بذلك ، يجب أن يكون لديك المعدات والأواني الزجاجية الكيميائية التالية.

1. موازين الصيدلية بمجموعة من الأوزان.
2. قوارير (قاع مستدير أو مسطح).
3. دورق.
4. ورق الترشيح وقمع.
5. مغناطيس قوي بما فيه الكفاية ، ويفضل أن يكون حلقة (من السماعة).
6. موقد كهربائي صغير (معمل).
7. زجاج بورسلين 150-200 مل.
8. ميزان حرارة بمدى قياس درجة حرارة يصل إلى 100 درجة مئوية.
9. ورقة مؤشر.
10. للحصول على أفضل السوائل الممغنطة ، سوف تحتاج إلى جهاز طرد مركزي صغير يوضع على الطاولة (4000 دورة في الدقيقة). ومع ذلك ، مع المتطلبات المعتدلة للمنتج النهائي ، يمكنك الاستغناء عن الطرد المركزي أو محاولة استبدال الطرد المركزي بترسيب طويل.

بالإضافة إلى ذلك ، الكواشف التالية مطلوبة.

1. أملاح الحديد ثنائي وثلاثي التكافؤ (كلور FeCl 2 ، FeCl 3 أو كبريتات FeSO 4 ، Fe 2 (SO 4) 3).
2. ماء الأمونيا بتركيز 25٪ (أمونيا).
3. ملح الصوديوم لحمض الأوليك (صابون الأوليك) كمادة خافضة للتوتر السطحي. يمكنك محاولة استبدال حمض الأوليك بالمنظفات ذات الرغوة المنخفضة.
4. ماء مقطرة. بدلاً من الماء المقطر ، يمكنك استخدام الماء الذي تمت تنقيته من خلال نظام التناضح العكسي (بما في ذلك المياه المنزلية ، ولكن بشرط ألا يحتوي هذا النظام على خرطوشة ما بعد "تحسين" تعمل على إثراء المياه النقية بالفعل بالأملاح والعناصر الدقيقة). لن تعمل مياه الشرب النقية المعبأة في زجاجات من المتجر - وعادةً ما يتم "تحسينها" باستخدام العديد من الإضافات الدقيقة ؛ للأسباب نفسها ، فإن مياه الينابيع الطبيعية والمياه الارتوازية غير مناسبة.

هنا ملخص لهذه التقنية. يتم إعطاء الأرقام لكل 10 جرام من المرحلة المغناطيسية الصلبة (أكسيد الحديد الأسود) في السائل الممغنط.

سيتحول المحلول البرتقالي البني على الفور إلى تعليق أسود. أضف بعض الماء المقطر وضع القارورة مع الخليط الناتج على مغناطيس دائم لمدة نصف ساعة.

قبل الشروع في التصنيع ، أنصحك بإلقاء نظرة على الصفحة http://wsyachina.narod.ru/technology/magnetic_l Liquid.html ، يتم وصف نفس التقنية هناك ، وفي النهاية يشارك مؤلف الصفحة تجربته. على وجه الخصوص ، استخدم "Fairy" (سائل غسيل الأطباق) الأكثر شيوعًا كخافض للتوتر السطحي. الشيء الرئيسي هو إيلاء اهتمام خاص لتوصيات السلامة والعناية اللازمة!

تصنيع الموائع المغناطيسية ميكانيكيا

وفي الوقت نفسه ، يمكن للجميع تقريبًا صنع سائل مقبول تمامًا لبعض التطبيقات ويتفاعل مع مجال مغناطيسي - بدون أي كواشف وفي غضون دقائق قليلة. مرة أخرى ، أؤكد - فقط من أجل بعضالتطبيقات ، وجودتها أسوأ بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها بالوسائل الكيميائية. على وجه الخصوص ، اتضح أن اتساق المنتج يمكن أن يطلق عليه بدلاً من ذلك ليس "سائلًا" ، ولكن "ملاط". علاوة على ذلك ، فإن وقت ترسيب الجسيمات المغناطيسية قصير جدًا - عادةً من عدة ثوانٍ إلى عدة دقائق. لكن لا توجد كيمياء وتقنيات غريبة - فقط الغربلة والخلط. بالمناسبة ، عندما أصبح الناس مهتمين بالسوائل المغناطيسية لأول مرة في منتصف القرن العشرين ، تم الحصول على عيناتهم الأولى بهذه الطريقة بالضبط.

من أجل صنع مثل هذا "الملاط المغناطيسي" ، تحتاج فقط إلى جمع الكمية المطلوبة من برادة الصلب الدقيقة. كلما كانت النعومة أفضل ، فالأنسب هو غبار الفولاذ المتبقي بعد عمل "المطحنة" أو حجر الشحذ. يتم جمع الغبار بواسطة مغناطيس (ليس قويًا جدًا - ليس كثيرًا لمنع مغنطة كبيرة متبقية ، ولكن حتى لا تميل برادة الحديد إليه بشكل مكثف وتحمل معها غبارًا غير مغناطيسي أقل). بعد ذلك ، لتصفية الأوساخ والكسور الكبيرة ، يمكن غربلة المجموعة المجمعة من خلال قطعة قماش (على سبيل المثال ، وضعها في كيس من القماش ورجها فوق صحيفة منتشرة ؛ يتم وضع مغناطيس مرة أخرى على الصحيفة قليلاً إلى الجانب ، هذه المرة المغناطيس الأقوى هو الأفضل ، الذي يمسك جزيئات الغبار الفولاذية التي انزلقت عبر القماش ، والأوساخ الدقيقة غير المغناطيسية تتطاير مباشرة أسفل المغناطيس ؛ جزيئات الأوساخ الكبيرة وبرادات الصلب الكبيرة لا يمكن أن تمر عبر القماش وتبقى داخل الحقيبة). كلما كان القماش أكثر كثافة ، سيكون الغبار المنخل أدق ، لكن كلما استغرق هز الكيس وقتًا أطول. لميكنة العملية ، يمكنك محاولة نفخ جزيئات الغبار من خلال نسيج الكيس بعادم المكنسة الكهربائية ، ولكن هذا سيتطلب بالفعل إعداد الأجهزة لتوجيه ، وانحراف ، وتثبيط مجرى الهواء الخارج من الكيس. كيس (على سبيل المثال ، من الزجاجات البلاستيكية الفارغة من مياه الشرب ، ويفضل أن يكون برقبة عريضة وحجم 5-8 لترات). لذلك ، يجدر التفكير في الإصدار "الميكانيكي" فقط بكميات كبيرة بما فيه الكفاية من "المنتج" المُصنَّع ، مقاسة باللتر ، ولعدة جرامات من السائل المغناطيسي ، وهو ما يكفي تمامًا لمعظم التجارب والعديد من التطبيقات العملية ، وهذا هو من غير المحتمل أن يكون لها ما يبررها. بالطبع ، سيوفر الطرد المركزي في السائل فصلًا أفضل للجزيئات ، ولكن يمكن العثور على قطعة قماش كثيفة ومكنسة كهربائية في كل منزل تقريبًا ، ولكن لسبب ما ، فإن أجهزة الطرد المركزي التي تبلغ عدة آلاف من الثورات في الدقيقة ليست منتشرة على نطاق واسع. إذا كان الغبار الذي تم تجميعه نظيفًا ومتجانسًا بدرجة كافية ، وكانت متطلبات جودة "الملاط المغناطيسي" منخفضة جدًا ، فيمكن عندئذٍ حذف الغربلة تمامًا.

أؤكد مرة أخرى - يجب أن تكون جزيئات الفولاذ صغيرة قدر الإمكان. للحصول على غبار فولاذي ناعم ، يجب استخدام عجلة طحن دقيقة الحبيبات. كدليل ، يمكننا تقديم ما يلي - من خلال الفحص الدقيق بالعين المجردة ، من المستحيل تحديد شكل جزيئات الغبار ؛ على الورق الأبيض ، تبدو وكأنها نقاط صغيرة. إذا كان بإمكانك تحديد شكل واتجاه نشارة الخشب ، فإن هذه النشارة تكون كبيرة جدًا ، وسوف تستقر بسرعة كبيرة وستكون غير متحركة تقريبًا! لكن هذه النشارة الكبيرة مناسبة للاستخدام في شكل جاف لدراسة خطوط المجال المغناطيسي. يجب أن يؤخذ المعيار في الاعتبار الحجم عندما يمكن تمييز الاتجاهات "على طول" و "عرضي" في نشارة الخشب المستطيلة الشكل - مع الرؤية العادية ، يتوافق هذا عادةً مع الأحجام على الجانب الأكبر من 0.05 إلى 0.1 مم أو أكثر ، أي مثل هذه النشارة ، على الأقل أحد الأبعاد ، أكبر من 50 .. 100 ميكرومتر.

يُملأ غبار الفولاذ المحدد بسائل يبلل البئر المعدني. يمكن أن يكون هذا ماءً عاديًا - ويفضل أن يكون مشبعًا بالمواد الخافضة للتوتر السطحي ، أي الصابون أو المنظفات الأخرى (الرغوة ضارة هنا ، لذا يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان!). ولكن من أجل تجنب التآكل السريع لجزيئات غبار الحديد ، والتي يمكن أن "تأكلها" ببساطة في غضون أيام قليلة ، فمن الأفضل استخدام زيت المحرك السائل للصلب. المنزل مناسب تمامًا - ما يستخدم لتليين آلات الخياطة. بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام سائل الفرامل الذي يحتفظ بخصائصه على نطاق واسع جدًا من درجات الحرارة. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن سائل الفرامل مبلل للغاية (على الرغم من أن هذا ليس مهمًا للغاية هنا) ، وفي الوعاء المفتوح ، تتبخر منه الكسور المتطايرة ، وهي ليست بأي حال مفيدة للصحة - لذلك ، من الأفضل تعمل معها في منطقة جيدة التهوية أو في الهواء الطلق.

يجب أن يكون تركيز غبار الفولاذ في السائل ، من ناحية ، غير مرتفع جدًا ، بحيث لا يصبح السائل كثيفًا ولزجًا جدًا ، ومن ناحية أخرى ، ليس منخفضًا جدًا ، وإلا فإن حركة الجسيمات المغناطيسية لن تكون قادرة على سحب أي كمية ملحوظة من السائل. يتم اختياره تجريبياً عن طريق إضافة نشارة الخشب تدريجياً إلى السائل ، وخلطه جيدًا والتحقق منه باستخدام مغناطيس. من الأفضل ترك فائض طفيف من السائل الأساسي بدلاً من تلقي نقصه ، لأنه في الحالة الأخيرة تقل حركة المادة الناتجة بشكل ملحوظ للغاية.

يتم تحديد حركة جزيئات هذا السائل المغناطيسي من خلال قوة ترطيب المعدن بالسائل ، والذي "يعزل" جزيئات المعدن عن بعضها البعض ويضمن حركتها الحرة نسبيًا. تعمل المواد الخافضة للتوتر السطحي (السطحي) على ترطيب سطح جزيئات الغبار بشكل أفضل ، وهذا هو سبب استخدامها في التركيبات "الاحترافية". في المجالات المغناطيسية القوية ، يمكن أن تتجاوز قوة التجاذب المتبادل للجسيمات قوة الترطيب ، وبعد ذلك تبدأ الجزيئات في الاتصال ببعضها البعض مباشرة ، وسوف "يتصلب" السائل ، ليصبح شيئًا مثل الرمل الرطب. تعتمد القيمة المحددة للقوة الحرجة للمجال المغناطيسي على الخصائص المغناطيسية للمعدن المستخدم ، وعلى قوة ترطيب المعدن بالسائل الأساسي أو الفاعل بالسطح ، وكذلك على درجة حرارة السائل وحجمه. الجزيئات المعدنية (الجسيمات الأكبر "تلتصق ببعضها البعض" بشكل أسرع ، نظرًا لأن لها مساحة سطح محددة أصغر لكل وحدة كتلة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تستقر نشارة الخشب الكبيرة بسهولة في القاع ، بينما يمكن الحفاظ على جزيئات الغبار الصغيرة بشكل خاص في حالة تعليق بواسطة الحركة البراونية لـ جزيئات السائل الأساسي). عند إزالة المجال المغناطيسي ، ستتم استعادة حركة السائل إذا لم تكن المغنطة المتبقية كبيرة جدًا.

أخيرًا ، يجب القول أن السائل المغناطيسي من غبار الحديد ليس سميكًا جدًا فحسب ، بل له أيضًا خصائص كاشطة عالية ، لذلك من الصعب ضخه عبر أي أنابيب ، ولكنه يمكن أن يتلف بسهولة المحامل وأسطح العمل للمضخات ضخها (نوع المضخة الأمثل هو مضخة إزاحة تروس مماثلة لمضخات الزيت في محركات السيارات). يتم تقليل تأثير الكشط بشكل كبير إذا تجاوز الخلوص بين الأجزاء المتحركة بشكل متبادل حجم الجسيمات الأكبر بمقدار مرة ونصف إلى مرتين على الأقل. في هذه الحالة ، يكون زوج من المواد "معدن صلب - بلاستيك مرن متين" شديد المقاومة للتآكل. يجب أن يكون البلاستيك مرنًا تمامًا ، مثل المطاط الصلب أو البلاستيك الفلوري ، ولكن ليس بنفس قساوة النسيج أو الإيبونيت (وبالطبع يكون مقاومًا كيميائيًا للسائل الأساسي).

ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، لا تكون سمات "السائل المغناطيسي" هذه أساسية ، وتتجلى العديد من التأثيرات فيه بنفس الطريقة كما في السوائل المغناطيسية "الحقيقية". على وجه الخصوص ، مغناطيس مضغوط إلى الأسفل ، بعد إطلاقه ، يطفو بنجاح إلى مركز السائل حتى بعد عدة دقائق من اكتمال ترسب الجسيمات المغناطيسية (ومع ذلك ، في السائل المستقر ، يمكن أن يستمر هذا الصعود عدة دقائق أو حتى ساعات). إذا تم وضع نفس المغناطيس ، على العكس من ذلك ، على السطح ، فسوف يغوص ، ويميل مرة أخرى إلى مركز السائل (بتعبير أدق ، إلى وسط المنطقة التي تشغلها جزيئات المعدن).

والملاحظة الأخيرة. اهتزاز الضوء أو النقر على جدار الوعاء يزيد بشكل كبير من حركة "الملاط". إذا كنت لا ترغب في مصافحة يديك ، فإن أي مصدر للاهتزاز الضعيف سيفي بالغرض - حتى مكبر صوت مضخم الصوت ، والذي تحتاج إلى تطبيق إشارة قوية منخفضة التردد عليها (على الرغم من أن زملاء السكن قد لا يحبون ذلك كثيرًا)! في مثل هذا "موقف الاهتزاز" المرتجل ، حتى "الطين" المستقر وغير النشط يظهر سيولة جيدة. ♦

الموائع الحديدية - ما هو وكيف تصنع سائلًا ممغنطًا بنفسك

بالنسبة لشخص بعيد عن الاكتشافات العلمية ، وداعًا للفيزياء أو الكيمياء في المدرسة ، تبدو أشياء كثيرة غير عادية. باستخدام الأجهزة الكهربائية في الحياة اليومية ، على سبيل المثال ، لا نفكر في كيفية عملها بالضبط ، مع الأخذ في الاعتبار فوائد الحضارة. ولكن عندما يتعلق الأمر بشيء يتجاوز الإدراك اليومي ، فإن حتى الكبار يشعرون بالدهشة ، مثل الأطفال ، ويبدأون في الإيمان بالمعجزات.

كيف ، إلى جانب السحر ، يمكن للمرء أن يفسر ظاهرة ظهور الأشكال ثلاثية الأبعاد ، والزهور والأهرامات ، والصور السحرية التي تحل محل بعضها البعض من سائل يبدو عاديًا؟ لكنه ليس سحرًا ، فالعلم يعطي سببًا منطقيًا لما يحدث.

نحن نتحدث عن السوائل الممغنطة - نظام غرواني يتكون من الماء أو مذيب عضوي آخر يحتوي على أصغر جزيئات أكسيد الحديد الأسود ، وأي مادة تحتوي على الحديد. أبعادها صغيرة جدًا بحيث يصعب تخيلها: فهي أرق بعشر مرات من شعرة الإنسان! تسمح هذه الأبعاد المجهرية بتوزيعها بالتساوي في المذيب باستخدام الحركة الحرارية.

في الوقت الحالي ، بينما لا يوجد تأثير خارجي ، يكون السائل هادئًا يشبه المرآة. لكن على المرء فقط أن يجلب مجالًا مغناطيسيًا موجهًا إلى هذه "المرآة" ويدخل في الحياة ، ويظهر للمشاهد صورًا ثلاثية الأبعاد مذهلة: تتفتح الزهور السحرية ، وتنمو الأشكال المتحركة على السطح ، وتتغير تحت تأثير المجال.

اعتمادًا على قوة واتجاه المجال المغناطيسي ، تتغير الصور أمام أعيننا - من الضوء ، وتموجات بالكاد ملحوظة تظهر على سطح السائل ، من خلال الإبر والقمم التي تغير الحدة والانحدار وتنمو إلى أزهار وأشجار.

القدرة على إنشاء صور ملونة بمساعدة الإضاءة ، والتي تسحر المشاهد حقًا ، تكشف عن عالم غير معروف أمامه.

لسوء الحظ ، فإن الجسيمات المعدنية ، على الرغم من تسميتها بالمغناطيسية المغناطيسية ، ليست مغنطيسية حديدية بالمعنى الكامل ، لأنها لا تستطيع الاحتفاظ بالشكل الناتج بعد اختفاء المجال المغناطيسي. لأنهم لا يمتلكون مغنطة خاصة بهم. في هذا الصدد ، فإن استخدام هذا الاكتشاف ، الذي ، بالمناسبة ، ليس جديدًا تمامًا - لقد تم إجراؤه بواسطة Rosenzweig الأمريكي في منتصف القرن الماضي ، لم يجد تطبيقًا واسعًا.

كيف تصنع وأين يتم استخدامها؟

تُستخدم الموائع الحديدية في الإلكترونيات وصناعة السيارات ، وأود أن أصدق أن استخدامها على نطاق واسع ليس بعيد المنال ، ومع تطور تكنولوجيا النانو ، سيتم استخدامها على نطاق واسع. في غضون ذلك ، يكون هذا في الغالب ممتعًا للجمهور المعجب ، المدلل بأنواع مختلفة من النظارات.

الصور ثلاثية الأبعاد تجعلك تتابعها بفارغ الصبر ، وتشك فيما إذا كان هذا مونتاجًا ، وتبحث عن شرح لما يحدث ، على الأقل على الإنترنت. من يدري ، ربما طفل صغير ، يشاهد اليوم الألوان والأشكال المعدنية "الحية" بفمه مفتوحًا ، سيجد غدًا تطبيقًا جديدًا جوهريًا لهذه الظاهرة ، مما يحدث ثورة في العلوم والتكنولوجيا. ولكن هذا غدًا ، ولكن في الوقت الحالي - شاهد واستمتع!

شيء لا يصدق ، هذه هي الفيزياء المرئية ، تحتاج إلى إظهار مثل هذه التجارب في المدرسة للطلاب ، وتعريفهم بالعلوم من خلال التجارب المرئية ، خاصة أنه يمكنك صنع مثل هذا السائل في المنزل!

هذا أمر مؤكد ، سيكون لدينا مثل هذا المعلم الكيميائي - لن أتخطى درسًا واحدًا! نعم ، سأشترك في برنامج اختياري وبعد المدرسة ، إذا كان ذلك فقط لإجراء مثل هذه التجارب والتجارب!

يبدو لطيفًا جدًا ، في أوروبا في العصور الوسطى لهذا كان من الواضح أنهم قد تم حرقهم على المحك ، مثل الزنديق والساحر!

السائل الممغنط هو سائل شديد الاستقطاب في وجود مجال مغناطيسي.

تجارب مع الموائع الممغنطة

تُستخدم الموائع الحديدية في تصنيع محركات الأقراص الثابتة. يتم تطبيقه على المحاور الدوارة للأقراص ، وبالتالي منع دخول الحطام من الخارج.

يستخدم VF أيضًا في مكبرات الصوت لإزالة الحرارة من الملف الصوتي وقمع الرنين.

وجدت VF تطبيقات في صناعات الطيران والدفاع والطب والبصريات والإلكترونيات والهندسة الميكانيكية وغير ذلك الكثير.

كيفية صنع الموائع الممغنطة في المنزل

• الزيت (عباد الشمس ، آلة أو أي شيء آخر) ؛
• حبر طابعة ليزر (يجب أن يكون المطور موجودًا في التكوين).

يجب خلط المكونات والحصول على سائل بكثافة تشبه القشدة الحامضة.

لماذا لا تستخدم مسحوق المعدن على الفور؟

لن تذهب. لتحقيق تأثير "الأشواك" ، يجب أن يكون الجسم في حالة سائلة.

سكاي ، جربته بمسحوق ناعم أم تخمين؟

يوجد الكثير من الراتينج في مسحوق الحبر ، والذي يجب فصله بطريقة ما ... بشكل عام ، الحبر لا يتدحرج!

ليس بخير. فقط أفسدت الحمام.

فصل! يمكنك التفكير في سائل يتناثر على الموسيقى!

يجب ربط المغناطيس بالعمود على مسافة 10-20 سم وتشغيله بصوت عالٍ

أخيرًا حصلت عليه مارس الجنس! موضوع رائع!

لقد صنعته هذا الفصل)))))

مسحوق الحبر الخاص بي لا يتفاعل إطلاقاً مع المغناطيس ، فما المشكلة؟

يبدو أن لديك مسحوق حبر من مكون واحد (يوجد به بلاستيك واحد). من الضروري شراء تونر يحتوي على مطور (مسحوق معدني).

يجب أن نحاول

إضافة تعليق إلغاء الرد

السوائل الممغنطة هي أنظمة غروانية تتكون من جزيئات مغناطيسية أو مغناطيسية حديدية بحجم نانومتر معلقة في سائل ناقل ، والذي يكون عادةً مذيبًا عضويًا أو ماء. لضمان استقرار مثل هذا السائل ، ترتبط الجسيمات المغناطيسية الحديدية بمادة سطحية نشطة (السطحي) ، والتي تشكل غلافًا واقيًا حول الجسيمات وتمنعها من الالتصاق ببعضها البعض بسبب Van der Waals أو القوى المغناطيسية.

الموائع الحديدية:

السوائل المغناطيسية عبارة عن محاليل غروانية - مواد لها خصائص أكثر من حالة واحدة من المادة. في هذه الحالة ، الحالتان هما المعدن الصلب والسائل الذي يحتوي عليه. تسمح هذه القدرة على تغيير الحالة تحت تأثير المجال المغناطيسي باستخدام السوائل الممغنطة كمواد مانعة للتسرب ومواد تشحيم ، وقد تفتح أيضًا تطبيقات أخرى في الأنظمة الكهروميكانيكية النانوية المستقبلية.

الطريقة الأولى للحصول على السائل المغناطيسي:

يمكن للجميع تقريبًا صنع سائل يتفاعل مع المجال المغناطيسي بأيديهم - بدون أي كواشف وفي غضون دقائق قليلة . بالطبع ، جودته أسوأ بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها بالوسائل الكيميائية. على وجه الخصوص ، اتضح أن اتساق المنتج يمكن أن يطلق عليه بدلاً من ذلك ليس "سائلًا" ، ولكن "ملاط". علاوة على ذلك ، فإن وقت ترسيب الجسيمات المغناطيسية قصير جدًا - عادةً من عدة ثوانٍ إلى عدة دقائق. لكن لا توجد كيمياء وتقنيات غريبة ، فقط غربلة وخلط. من أجل صنع "ملاط مغناطيسي" ، تحتاج فقط إلى جمع الكمية المطلوبة من برادة الصلب الدقيقة . كلما كانت النعومة أفضل ، فالأنسب هو غبار الفولاذ المتبقي بعد عمل "المطحنة" أو حجر الشحذ.

يتم جمع الغبار بواسطة مغناطيس (ليس قويًا جدًا - ليس كثيرًا لمنع مغنطة كبيرة متبقية ، ولكن حتى لا تميل برادة الحديد إليه بشكل مكثف وتحمل معها غبارًا غير مغناطيسي أقل).

بعد ذلك ، لتصفية الأوساخ والكسور الكبيرة ، يمكن جمعها من خلال قطعة قماش على جريدة. . كلما كان القماش أكثر كثافة ، سيكون الغبار المنخل أدق ، لكن كلما استغرق هز الكيس وقتًا أطول.

أؤكد مرة أخرى - يجب أن تكون جزيئات الفولاذ صغيرة قدر الإمكان. للحصول على غبار فولاذي ناعم ، يجب استخدام عجلة طحن دقيقة الحبيبات. كدليل ، يمكننا تقديم ما يلي - عند النظر إليها بالعين المجردة ، من المستحيل تحديد شكل جزيئات الغبار ، على الورق الأبيض تبدو كنقاط صغيرة. إذا كان شكل نشارة الخشب يمكن تمييزه بوضوح (مع الرؤية العادية ، يتوافق هذا عادةً مع أحجام من 0.1 إلى 0.3 مم أو أكثر) ، فإن هذه النشارة تكون كبيرة جدًا ، وسوف تستقر بسرعة كبيرة وستكون بلا حراك عمليًا!

الشكل رقم 1 - برادة حديدية ومغناطيس

يُملأ غبار الفولاذ المحدد بسائل يبلل البئر المعدني. يمكن أن يكون هذا ماءً عاديًا - ويفضل أن يكون مشبعًا بالمواد الخافضة للتوتر السطحي ، أي الصابون أو المنظفات الأخرى (الرغوة ضارة هنا ، لذا يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان!).

لكن! من أجل تجنب التآكل السريع لجزيئات غبار الحديد ، والتي يمكن أن "تأكلها" ببساطة في غضون أيام قليلة ، فمن الأفضل استخدام زيت المحرك السائل للصلب. . المنزل مناسب تمامًا - ما يستخدم لتليين آلات الخياطة.

يجب أن يكون تركيز غبار الفولاذ في السائل ، من ناحية ، غير مرتفع جدًا ، بحيث لا يصبح السائل كثيفًا ولزجًا جدًا ، ومن ناحية أخرى ، ليس منخفضًا جدًا ، وإلا فإن حركة الجسيمات المغناطيسية لن تكون قادرة على سحب أي كمية ملحوظة من السائل. يتم اختياره تجريبياً عن طريق إضافة نشارة الخشب تدريجياً إلى السائل ، وخلطه جيدًا والتحقق منه باستخدام مغناطيس. . من الأفضل الحصول على فائض طفيف من السائل الأساسي بدلاً من نقصه ، لأنه في الحالة الأخيرة تقل حركة المادة الناتجة بشكل ملحوظ للغاية.

تعتمد القيمة المحددة للقوة الحرجة للمجال المغناطيسي على الخصائص المغناطيسية للمعدن المستخدم ، وعلى قوة ترطيب المعدن بالسائل الأساسي أو الفاعل بالسطح ، وكذلك على درجة حرارة السائل والحجم من الجسيمات المعدنية. عند إزالة المجال المغناطيسي ، ستتم استعادة حركة السائل إذا لم تكن المغنطة المتبقية كبيرة جدًا.

الطريقة الثانية كيفية صنع السائل المغناطيسي:

يمكن جعل السائل المغناطيسي أسهل. هناك أحبار مغناطيسية عازلة (DM Toners) لطابعات الليزر. DM-Toner عبارة عن مادة تتكون من الراتنج وأكسيد الحديد الممغنط. في هذه الحالة ، يمكن الاستغناء عن المواد الخافضة للتوتر السطحي.

للحصول على 50 مل من مسحوق الحبر المغناطيسي ، تحتاج إلى تناول ملعقتين كبيرتين من الزيت النباتي النقي جدًا.

امزج مسحوق الحبر بالزيت جيدًا ، هذا كل شيء - السائل المغناطيسي جاهز.

ملاحظة: حاولت أن أعرض بوضوح النصائح غير الخادعة وأشرحها. آمل أن يكون هناك شيء ما مفيد لك على الأقل. لكن هذا ليس كل ما يمكن اختراعه ، لذا انطلق وادرس الموقع

لقد مرت 52 عامًا منذ أن اخترع ستيف بابيل ، موظف ناسا ، الموائع الحديدية. لقد حل مشكلة محددة للغاية: كيفية إجبار السائل الموجود في خزان وقود الصاروخ على الاقتراب من الفتحة التي تضخ منها المضخة الوقود في غرفة الاحتراق في ظل ظروف انعدام الوزن. عندها جاء بابيل بمحلول غير تافه - لإضافة نوع من المواد المغناطيسية إلى الوقود من أجل التحكم في حركة الوقود في الخزان بمساعدة مغناطيس خارجي. هذه هي الطريقة التي ولدت بها الموائع الممغنطة.

استخدم بابيل أكسيد الحديد الأسود (Fe 3 O 4) كمادة مغناطيسية سحقها (طحن في خليط مع حمض الأوليك) لعدة أيام باستخدام تقنية خاصة. تم الحصول على تعليق غرواني مستقر ، حيث توجد بثبات جزيئات صغيرة من أكسيد الحديد الأسود بحجم 0.1-0.2 ميكرون. يلعب حمض الأوليك في هذا النظام دور معدل السطح ، والذي يمنع جزيئات أكسيد الحديد الأسود من الالتصاق ببعضها البعض. براءة الاختراع S. Papella US 3215572 A (سائل مغناطيسي منخفض اللزوجة يتم الحصول عليه عن طريق التعليق الغرواني للجسيمات المغناطيسية) مفتوح ويمكن مشاهدته على الإنترنت. التركيب الكلاسيكي للسائل الممغنط هو 5٪ (بالحجم) من الجسيمات المغناطيسية ، 10٪ من معدل السطح (أحماض الأوليك ، الستريك أو البولي أكريليك ، إلخ). الباقي مذيب عضوي ، بما في ذلك الزيوت السائلة.

انتعش الاهتمام بالسوائل المغناطيسية في السنوات الأخيرة ، واليوم وجدوا بالفعل العديد من التطبيقات. إذا تم تطبيق مثل هذا السائل على مغناطيس نيوديميوم ، فسوف ينزلق المغناطيس على السطح بأقل مقاومة ، أي أن الاحتكاك سينخفض ​​بشكل حاد. على أساس السائل المغنطيسي الحديدي في الولايات المتحدة ، يتم تصنيع الطلاءات الماصة للرادار للطائرات. ويستخدم مبتكرو سيارة فيراري الشهيرة السائل المغنطيسي في تعليق السيارة: من خلال التلاعب بالمغناطيس ، يمكن للسائق جعل التعليق أكثر صلابة أو ليونة في أي وقت. وهذه مجرد أمثلة قليلة.

السائل المغناطيسي مادة مذهلة. يجدر وضعها في مجال مغناطيسي ، حيث يتم دمج الجزيئات المغناطيسية المنفصلة وتصطف على طول خطوط مجال القوة ، وتتحول إلى مادة صلبة تمامًا. اليوم ، تظهر الحيل السحرية بالسائل المغناطيسي ، والتي عند ملامستها للمغناطيس ، تتحول إلى قنافذ أو صبار ، لا تشوبها شائبة من حيث التماثل ، في العديد من العروض الترفيهية. بالطبع ، يمكنك شراء الموائع الممغنطة ، ولكن من المثير للاهتمام أن تصنعه بنفسك.

لقد كتبنا عن كيفية الحصول على سائل مغناطيسي ذاتي التصلب ، والذي سيسمح لك بفحص الهياكل التي تشكلها الجسيمات المغناطيسية تحت المجهر (الكيمياء والحياة ، 2015 ، رقم 11). وإليك وصفة أخرى لسائل مغناطيسي حديد منزلي الصنع . خذ 50 مل من حبر طابعة الليزر. يتكون هذا المسحوق من 40٪ من أكسيد الحديد الأسود على الأقل ، وحجم الجسيمات منها 10 نانومتر أو أقل. يحتوي الحبر أيضًا بالضرورة على معدِّل سطحي بحيث لا تلتصق الجسيمات النانوية ببعضها البعض. إلى 50 مل من التونر ، أضف 30 مل من الزيت النباتي (ملعقتان كبيرتان) واخلط جيدًا ، ولا تدخر وقتًا لهذه العملية. ستحصل على سائل أسود متجانس يشبه الكريما الحامضة. صبه الآن في وعاء زجاجي مسطح بجوانب بحيث لا يقل سمك الطبقة عن سنتيمتر. أحضر مغناطيسًا أسفل قاع الحاوية ، وفي هذا المكان سيظهر القنفذ الصلب على الفور في السائل. يمكن تحريكه بمغناطيس. إذا قمت بإحضار المغناطيس إلى سطح السائل أو جانبه ، فسوف يقفز السائل فعليًا نحو المغناطيس ، لذا كن حذرًا. لتجنب هذه المشكلة ، يمكنك وضع السائل المغناطيسي في دورق مخروطي زجاجي صغير ، وملئه في منتصف الطريق أو أقل بقليل. قم بإمالة القارورة بحيث تتكون طبقة من السائل على طول جدارها ، وأمسك المغناطيس بالقرب من الزجاج.

يعتمد النجاح على قوة المغناطيس (يمكنك شراء مغناطيس نيوديميوم صغير من المتاجر) وجودة مسحوق الحبر. في الحالة الأخيرة ، يجب أن تتأكد من احتوائه على مسحوق مغناطيسي.