Osobi koja je daleko od naučnih otkrića, koja se u školi oprostila od fizike ili hemije, mnoge stvari se čine neobičnim. Koristeći u svakodnevnom životu, na primjer, električne uređaje, ne razmišljamo o tome kako tačno oni rade, uzimajući blagodati civilizacije zdravo za gotovo. Ali kada je u pitanju nešto što nadilazi svakodnevnu percepciju, čak i odrasli se začude, poput djece, i počnu vjerovati u čuda.

Kako se, osim magije, može objasniti fenomen pojavljivanja trodimenzionalnih figura, cvijeća i piramida, magičnih slika koje zamjenjuju jedna drugu iz naizgled obične tekućine? Ali to nije magija, nauka daje obrazloženje za ono što se dešava.

Šta je ferofluid?

Govorimo o ferofluidu - koloidnom sistemu koji se sastoji od vode ili drugog organskog rastvarača koji sadrži najsitnije čestice magnetita i bilo kojeg materijala koji sadrži željezo. Njihove dimenzije su toliko male da je teško i zamisliti: deset puta su tanji od ljudske dlake! Takvi mikroskopski indikatori veličine omogućavaju im da budu ravnomjerno raspoređeni u rastvaraču pomoću termičkog kretanja.

Za sada, dok nema spoljašnjeg uticaja, tečnost je mirna, nalik na ogledalo. Ali potrebno je samo dovesti usmjereno magnetsko polje u ovo "ogledalo" i ono oživi, ​​pokazujući gledaocu zadivljujuće trodimenzionalne slike: magično cvijeće cvjeta, na površini rastu pokretne figure, mijenjajući se pod utjecajem polja.

U zavisnosti od jačine i smjera magnetskog polja, slike se mijenjaju pred našim očima – od laganih, jedva primjetnih mreškanja koje se pojavljuju na površini tekućine, preko iglica i vrhova koji mijenjaju oštrinu i nagib i prerastaju u cvijeće i drveće.

Sposobnost stvaranja slika u boji uz pomoć osvjetljenja, istinski očaravajući promatrača, otkriva nepoznati svijet pred njim.

Nažalost, metalne čestice, iako se nazivaju feromagnetne, nisu feromagnetne u punom smislu, jer ne mogu zadržati nastali oblik nakon nestanka magnetnog polja. Zato što nemaju sopstvenu magnetizaciju. S tim u vezi, upotreba ovog otkrića, koje, inače, nije sasvim novo - napravio ga je Amerikanac Rosenzweig sredinom prošlog stoljeća, nije našla široku primjenu.

Kako napraviti i gdje se koristi ferofluid?

Ferofluidi se koriste u elektronici, u automobilskoj industriji i želim vjerovati da njihova široka primjena nije daleko, a razvojem nanotehnologije će biti u širokoj upotrebi. U međuvremenu, ovo je uglavnom zabava za publiku koja se divi, razmažena raznim vrstama spektakla.

Trodimenzionalne slike vas tjeraju da ih pratite sa suspregnutim dahom, sumnjate da li je ovo montaža i tražite objašnjenje za ono što se dešava, barem na internetu. Ko zna, možda će mali dječak, koji danas otvorenih usta promatra metalne „žive“ boje i figure, sutra pronaći fundamentalno novu primjenu za ovaj fenomen, praveći revoluciju u nauci i tehnologiji. Ali ovo je sutra, ali za sada - gledajte i uživajte!

Ferrofluid, on je magnetna tečnost- izuzetno misteriozna i radoznala naprava. Prvi put sam ga vidio prije desetak godina, u pariškom Muzeju nauke i tehnologije, gdje je jedan od eksponata bio dobro zatvorena staklena posuda s uljnom crnom tekućinom unutra. U blizini je ležao par magneta. Kada su ih odneli u posudu, tečnost je reagovala, dižući se poput ježa i formirajući sliku prilično preteće vrste šiljaka koji ponavljaju oblik magneta. Tu je i kratak opis šta je i sa čime se jede. Tada sam naučio ovo ime - ferofluid. Naravno, on je strastveno želeo, ali tada nije bilo apsolutno nikakvih ideja gde to dobiti, nije bilo mogućnosti za to. A sada, deset godina kasnije...

Ferofluid je, u stvari, suspenzija nanočestica feromagneta (obično magnetita), veličine oko 10 nm (rijetko veće), pomiješanih u surfaktantu (organskom rastvaraču kao što je oleinska kiselina ili voda), koji tvori neku vrstu film oko nanočestica, ne dopuštajući im da skliznu. Pod uticajem magnetnog polja, čestice se poredaju duž njegovih linija, formirajući ove karakteristične iglice. U principu, malo je verovatno da ću moći bolje da opišem svojstva ferofluida nego na Wiki, pa šaljem one koji žele da saznaju više teorije.

Na Ebee-u sam pronašao dragocenu teglu koju sam tražio, kao i mnoge druge stvari. Cijena nije bila baš ohrabrujuća, ali alternativa praktički nije bilo (inače, na supermagnete.de je četiri puta skuplja), pa sam ga morao naručiti. I sada, mjesec dana kasnije, konačno imam teglu. 8 unci tog čudnog crnog sranja.
Prvo što je otkriveno je da je bila divlje prljava. Ako kap ferofluida dospije na svijetlu odjeću, ovu mrlju NIŠTA neće ukloniti. I veoma, veoma je poželjno da nosite rukavice kada radite sa njim. Drugo, ona divlje prska. Kapi su pronađene na najnepredvidivijim mjestima. I treće - zbog kombinacije prva dva svojstva ove tegle, trajat će vrlo kratko 🙁

Zapravo, kako se pokazalo nakon nekoliko eksperimenata, da bi se dobili zaista zanimljivi obrasci raspodjele čestica, potrebno je imati snažne elektromagnete i figure složenog oblika ivica (kao što su bušilice, zupčanici, itd.), i to u dobrom način na koji se elektromagnet mora namotati upravo na ovaj predmet. Zabave sa trajnim magnetima su radoznale, ali, prvo, moji magneti su prilično slabi za dobijanje velikih slika, i, drugo, ovo je zabava oko pet minuta, jer se ponašanje tečnosti ispostavlja prilično monotonim.

Ipak, do sada smo uspjeli smisliti više-manje šarenu opciju za korištenje trajnih magneta sa ferofluidom: magnet morate donijeti ne odozdo, već odozgo (naravno, kroz sloj stakla ili plastike), a zatim možete promatrati kako iz središta posude sa ferofluidom raste stupac, a staklo ispod magneta počinje da se izboči od iglica tekuće tekućine. Pored toga, gravitaciona sila koja povlači tečnost prema dole značajno povećava dužinu igala.

Ferofluid je izuzetno teško fotografisati sa visokim kvalitetom. Zbog vrlo oštrog sjajnog odsjaja svjetlosti i potpune crnine u bilo kojem bar donekle primjetno debelom sloju (inače, u vrlo tankom sloju je smeđe boje), ispada da je teško fotografirati granice šiljaka. Ali na kraju sam shvatio šta da radim: snimam brzinom zatvarača od pet sekundi, a za to vreme mašem baterijskom lampom, osvjetljavajući ježa od nalijepljenog ferofluida sa različitih strana.

Usput, možete pokušati napraviti ferofluid vlastitim rukama. Pošto ga još nisam probao, neću ulaziti u detalje, ali kada stignem svakako ću napisati šta i kako. Glavna poteškoća leži u potrebi centrifugiranja suspenzije, ali možete pokušati proći improviziranim sredstvima, jer još uvijek nema centrifuge.

Želio bih posebno napomenuti ferofluidne skulpture. To je ono čemu ću težiti i šta želim na kraju da dobijem od njega. Veoma očaravajući prizor, posebno levitirajući.

Pojam "ferofluid" obično se odnosi na tekućinu koju privlači magnet, odnosno reagira na magnetsko polje. Štaviše, u jakim magnetnim poljima ova tečnost može izgubiti svoju fluidnost, postajući poput čvrstog tijela. Mnogi su čuli za takve supstance, ali većina ih smatra egzotičnim i skupim proizvodima visoke tehnologije, dostupnim samo nekolicini sretnika. To je tačno, ali samo djelimično. Ponekad je sasvim dovoljan i lošiji, ali više nego pristupačan proizvod, napravljen za nekoliko minuta doslovno od smeća.

"Profesionalni" magnetni fluidi

"Profesionalni" magnetni fluid je obično koloidni rastvor najsitnijih čestica magnetnog materijala, odnosno suspenzija čvrstih čestica u fluidu koja je stabilna i koja se ne taloži tokom vremena. Najčešće se kao magnetni materijal koristi magnetit (Fe 3 O 4), a veličina njegovih čestica je obično od 2 do 30 nanometara (međutim, spominju se i veće čestice - do 10 mikrometara). Da bi se spriječilo lijepljenje i taloženje magnetnih čestica, koriste se različite vrste površinski aktivnih tvari (tenzida), ovisno o vrsti bazne tekućine koja čini osnovu koloidne otopine. Zauzvrat, izbor bazne tekućine određen je namjenom gotovog proizvoda i željenim skupom njegovih svojstava (viskoznost, gustoća, otpornost na toplinu, toplinska vodljivost, itd.). Pored vode, najpopularnije bazne tečnosti za tehničku primenu su kerozin i tečna industrijska ulja, za biomedicinske primene - razne vrste organskih tečnosti.

Zbog čestica magnetita, željezni fluidi su obično neprozirne, guste crne supstance. Da bi se smanjio viskozitet, koncentracija magnetita se može smanjiti, ali to, naravno, smanjuje i magnetska svojstva tekućine. Upotreba drugih magnetnih punila umjesto magnetita može tekućini dati drugu boju osim crne (obično različite nijanse žuto-smeđe), ali nijedna od ovih tekućina se ne može pohvaliti kristalnom prozirnošću.

Složenost dobijanja "pravih" magnetnih fluida je impresivna - na primjer, za mehaničko mljevenje čestica do željene veličine, eksperimentatorima je bilo potrebno 1000 sati rada kugličnog mlina (1,5 mjeseci bez pauze!). Ostale metode su također prilično egzotične, na primjer, mljevenje čestica metodom elektrokondenzacije temelji se na stvaranju naponskog luka u tekućini između elektroda uronjenih u nju, među kojima je jaz ispunjen materijalom koji se brusi. Postoje i čisto hemijske metode, međutim, ni tamo ne mogu bez ponovnog centrifugiranja produkta reakcije. Ali rezultat je vrijedan toga: tekućine dobivene na ovaj način mogu zadržati svoja svojstva dugi niz godina.

Najjednostavnija hemijska metoda je opisana ovdje: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. Detaljno razmatranje problema sa strogih naučnih pozicija može se naći na ovom sajtu: http://magneticliquid.narod.ru/authority/008.htm.

DIY magnetna tečnost

Proizvodnja magnetnog fluida hemijskim putem

Da biste to učinili, morate imati sljedeću opremu i hemijsko stakleno posuđe.

1. Apotekarske vage sa setom utega.
2. Dvije tikvice (okrugla ili ravnog dna).
3. Čaša.
4. Filter papir i lijevak.
5. Dovoljno jak magnet, po mogućnosti prsten (sa zvučnika).
6. Mali (laboratorijski) električni štednjak.
7. Porcelansko staklo za 150–200 ml.
8. Termometar sa opsegom mjerenja temperature do 100°S.
9. indikator papira.
10. Da biste dobili bolji ferofluid, trebat će vam mala stolna centrifuga (4000 o/min). Međutim, uz umjerene zahtjeve za konačni proizvod, možete bez centrifugiranja ili pokušati zamijeniti centrifugiranje dugim taloženjem.

Osim toga, potrebni su sljedeći reagensi.

1. Soli dvo- i trovalentnog gvožđa (hlor FeCl 2, FeCl 3 ili sulfat FeSO 4, Fe 2 (SO 4) 3).
2. Amonijačna voda 25% koncentracije (amonijak).
3. Natrijumova so oleinske kiseline (oleinski sapun) kao surfaktant. Možete pokušati zamijeniti oleinsku kiselinu deterdžentima sa niskim stepenom pjene.
4. Destilovana voda. Umjesto destilovane vode možete koristiti vodu koja je pročišćena sistemom reverzne osmoze (uključujući i vodu za domaćinstvo, ali pod uslovom da ovaj sistem nema “poboljšavajući” naknadni uložak koji već pročišćenu vodu obogaćuje solima i mikroelementima). Pročišćena voda za piće u bocama iz trgovine neće raditi - obično se "poboljšava" raznim mikroaditivima; iz istih razloga nije prikladna prirodna izvorska i arteška voda.

Evo sažetka ove tehnike. Brojke su date po 10 grama čvrste magnetne faze (magnetita) u ferofluidu.

Smeđe-narandžasta otopina će se odmah pretvoriti u crnu suspenziju. Dodajte malo destilovane vode i stavite bocu sa dobijenom mešavinom na trajni magnet na pola sata.

Prije nego što nastavite sa proizvodnjom, savjetujem vam da pogledate stranicu http://wsyachina.narod.ru/technology/magnetic_liquid.html, tamo je opisana ista tehnika, a na kraju autor stranice dijeli svoje iskustvo. Konkretno, koristio je najobičniju "Fairy" (tečnost za pranje posuđa) kao surfaktant. Glavna stvar je obratiti posebnu pažnju na sigurnosne preporuke i voditi potrebnu brigu!

Proizvodnja magnetnog fluida mehanički

U međuvremenu, gotovo svako može napraviti tekućinu koja je sasvim prihvatljiva za neke primjene i reagira na magnetsko polje - bez ikakvih reagensa i to za samo nekoliko minuta. Još jednom, naglašavam - samo za neki primjene, a kvalitet mu je znatno lošiji od onog dobivenog kemijskim putem. Konkretno, konzistencija proizvoda je takva da se radije može nazvati ne "tečnost", već "kasta". Štoviše, vrijeme taloženja magnetnih čestica je prilično kratko - obično od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Ali bez hemije i egzotičnih tehnologija - samo prosijavanje i miješanje. Inače, kada su se ljudi sredinom 20. veka prvi put zainteresovali za magnetne fluide, njihovi prvi uzorci su dobijeni upravo na ovaj način.

Da biste napravili takvu "magnetnu kašu", potrebno je samo prikupiti potrebnu količinu finih čeličnih strugotina. Što je finije, to bolje, stoga je najpogodnija čelična prašina koja ostaje nakon rada „brusilice“ ili žrvnja. Prašina se skuplja pomoću magneta (ne previše jaka - ne toliko da bi se spriječila velika zaostala magnetizacija, nego da željezne strugotine ne teže ka njoj tako intenzivno i da sa sobom nose manje nemagnetne prašine). Zatim, da bi se filtrirala prljavština i krupne frakcije, prikupljeno se može prosijati kroz krpu (recimo staviti u platnenu vreću i protresti preko raširenih novina; magnet se ponovo stavi na novine malo sa strane, ovoga puta jači magnet je bolji, koji hvata čelične čestice prašine koje su skliznule kroz tkaninu, a fina nemagnetna prljavština leti pravo dolje pored magneta; velike čestice prljavštine i velike čelične strugotine ne mogu proći kroz tkaninu i ostati unutar vrećice). Što je tkanina gušća, to će prosijana prašina biti sitnija, ali duže će biti potrebno da se vrećica protrese. Da biste mehanizirali proces, možete pokušati otpuhati čestice prašine kroz tkaninu vrećice ispušnim plinom usisivača, ali to će već zahtijevati pripremu uređaja za usmjeravanje, skretanje i prigušivanje struje zraka koja je izašla iz usisivača. vrećicu (recimo od praznih plastičnih flaša od vode za piće, po mogućnosti širokog grla i zapremine 5-8 litara). Stoga vrijedi razmišljati o „mehaniziranoj“ verziji samo s dovoljno velikim količinama proizvedenog „proizvoda“, mjerenih u litrima, i za nekoliko grama magnetne tekućine, što je sasvim dovoljno za većinu eksperimenata i mnoge praktične primjene, ovo je malo je vjerovatno da će biti opravdano. Naravno, centrifugiranje u tekućini omogućit će mnogo bolje odvajanje čestica, ali gusta krpa i usisivač mogu se naći u gotovo svakom domu, ali iz nekog razloga centrifuge od nekoliko hiljada okretaja u minuti nisu toliko rasprostranjene. Ako je sakupljena prašina dovoljno čista i homogena, a zahtjevi za kvalitetom "magnetne kaše" su prilično niski, onda se prosijavanje može u potpunosti izostaviti.

Još jednom naglašavam - čelične čestice treba da budu što manje. Da biste dobili finu čeličnu prašinu, treba koristiti fino zrnastu (lapping) brusnu ploču. Kao smjernicu možemo ponuditi sljedeće - pažljivim pregledom golim okom nemoguće je odrediti oblik čestica prašine, na bijelom papiru izgledaju kao male točkice. Ako možete odrediti oblik i orijentaciju piljevine, onda je takva piljevina prevelika, vrlo brzo će se taložiti i bit će gotovo nepokretna! Ali tako veliku piljevinu pogodno je koristiti u suhom obliku za proučavanje linija magnetskog polja. Kriterij treba smatrati veličinom kada se u piljevini duguljastog oblika razlikuju pravci "uzduž" i "preko" - s normalnim vidom, to obično odgovara veličinama na najvećoj strani od 0,05-0,1 mm ili više, tj. takva piljevina, barem jedne od dimenzija, veća je od 50 .. 100 mikrometara.

Odabrana čelična prašina napunjena je tekućinom koja dobro vlaži metal. To može biti obična voda - po mogućnosti zasićena tenzidima, odnosno sapunom ili drugim deterdžentom (ovdje je pjena štetna, pa treba biti što manja!). Ali kako bi se izbjegla brza korozija čestica željezne prašine, koja ih može jednostavno "pojesti" za nekoliko dana, bolje je koristiti tekuće motorno ulje za čelik. Domaćinstvo je sasvim prikladno - ono što se koristi za podmazivanje šivaćih mašina. Alternativno, možete koristiti kočionu tekućinu koja zadržava svoja svojstva u vrlo širokom temperaturnom rasponu. Međutim, treba imati na umu da je kočiona tekućina vrlo higroskopna (iako to ovdje nije toliko važno), a u otvorenoj posudi iz nje isparavaju hlapljive frakcije, koje nikako nisu korisne za zdravlje - stoga je bolje radite s njim u dobro prozračenom prostoru ili na otvorenom.

Koncentracija čelične prašine u tečnosti mora biti, s jedne strane, ne previsoka, kako tečnost ne bi postala pregusta i viskozna, a s druge strane, ne preniska, jer u suprotnom kretanje magnetnih čestica neće biti biti u stanju da unese bilo koju primjetnu količinu tečnosti. Odabire se empirijski postupnim dodavanjem piljevine u tekućinu, temeljnim miješanjem i provjeravanjem magnetom. Bolje je ostaviti blagi višak osnovne tekućine nego primiti njen nedostatak, jer se u potonjem slučaju pokretljivost nastale tvari vrlo primjetno smanjuje.

Pokretljivost čestica takvog magnetnog fluida određena je silom vlaženja metala tekućinom, koja "izolira" metalne čestice jedne od drugih i osigurava njihovo relativno slobodno kretanje. Surfaktanti (tenzidi) još bolje vlažu površinu čestica prašine, zbog čega se koriste u “profesionalnim” formulacijama. U jakim magnetnim poljima, sila međusobnog privlačenja čestica može premašiti silu vlaženja, a zatim će čestice početi direktno kontaktirati jedna s drugom, a tekućina će se "stvrdnuti", postajući nešto poput vlažnog pijeska. Specifična vrijednost kritične jakosti magnetskog polja ovisi kako o magnetskim svojstvima metala koji se koristi, tako i o sili vlaženja metala osnovnom tekućinom ili surfaktantom, kao i o temperaturi tekućine i veličini materijala. metalne čestice (veće se brže „lepe“ jer imaju manju specifičnu površinu po jedinici mase; osim toga, krupna piljevina se lako taloži na dno, dok se naročito male čestice prašine mogu održavati u suspenziji Braunovskim kretanjem molekule bazne tečnosti). Kada se magnetsko polje ukloni, pokretljivost tekućine će se vratiti ako zaostala magnetizacija nije prevelika.

Konačno, mora se reći da magnetna tekućina iz željezne prašine nije samo vrlo gusta, već ima i visoka abrazivna svojstva, tako da je problematično pumpati kroz bilo koje cijevi, ali može lako oštetiti ležajeve i radne površine pumpi. pumpanje (optimalni tip pumpe je zupčasta pumpa slična pumpama za ulje u automobilskim motorima). Abrazivno djelovanje se značajno smanjuje ako razmak između međusobno pokretnih dijelova premašuje veličinu najvećih čestica za najmanje jedan i pol do dva puta. U ovoj situaciji, par materijala "tvrdi metal - izdržljiva elastična plastika" vrlo je otporan na habanje. Plastika treba da bude tačno elastična, kao tvrda guma ili fluoroplastika, ali ne tako tvrda kao tekstolit ili ebonit (i naravno da bude hemijski otporna na osnovnu tečnost).

Međutim, u mnogim slučajevima ove karakteristike "magnetnog fluida" nisu fundamentalne, i mnogi efekti se manifestuju u njemu na isti način kao u "pravim" magnetnim fluidima. Konkretno, magnet pritisnut na dno, nakon otpuštanja, uspješno lebdi u središte tekućine čak i mnogo minuta nakon završetka taloženja magnetnih čestica (međutim, u staloženoj tekućini ovaj uspon može trajati nekoliko minuta ili čak sati). Ako se isti magnet, naprotiv, postavi na površinu, tada će potonuti, opet težeći središtu tekućine (tačnije, centru područja koje zauzimaju metalne čestice).

I poslednja napomena. Lagano tresenje ili tapkanje po zidu posude značajno povećava pokretljivost "kašice". Ako vam se ne da rukovati, onda će to učiniti bilo koji izvor slabe vibracije - do zvučnika subwoofera, na koji trebate primijeniti snažan niskofrekventni signal (iako se to ukućanima možda neće baš svidjeti)! Na takvom improviziranom "vibracionom postolju", čak i taložena i neaktivna "kasta" pokazuje dobru fluidnost. ♦

Ferofluid - šta je to i kako sami napraviti ferofluid

Osobi koja je daleko od naučnih otkrića, koja se u školi oprostila od fizike ili hemije, mnoge stvari se čine neobičnim. Koristeći u svakodnevnom životu, na primjer, električne uređaje, ne razmišljamo o tome kako tačno oni rade, uzimajući blagodati civilizacije zdravo za gotovo. Ali kada je u pitanju nešto što nadilazi svakodnevnu percepciju, čak i odrasli se začude, poput djece, i počnu vjerovati u čuda.

Kako se, osim magije, može objasniti fenomen pojavljivanja trodimenzionalnih figura, cvijeća i piramida, magičnih slika koje zamjenjuju jedna drugu iz naizgled obične tekućine? Ali to nije magija, nauka daje obrazloženje za ono što se dešava.

Govorimo o ferofluidu - koloidnom sistemu koji se sastoji od vode ili drugog organskog rastvarača koji sadrži najsitnije čestice magnetita i bilo kojeg materijala koji sadrži željezo. Njihove dimenzije su toliko male da je teško i zamisliti: deset puta su tanji od ljudske dlake! Takvi mikroskopski indikatori veličine omogućavaju im da budu ravnomjerno raspoređeni u rastvaraču pomoću termičkog kretanja.

Za sada, dok nema spoljašnjeg uticaja, tečnost je mirna, nalik na ogledalo. Ali potrebno je samo dovesti usmjereno magnetsko polje u ovo "ogledalo" i ono oživi, ​​pokazujući gledaocu zadivljujuće trodimenzionalne slike: magično cvijeće cvjeta, na površini rastu pokretne figure, mijenjajući se pod utjecajem polja.

U zavisnosti od jačine i smjera magnetskog polja, slike se mijenjaju pred našim očima – od laganih, jedva primjetnih mreškanja koje se pojavljuju na površini tekućine, preko iglica i vrhova koji mijenjaju oštrinu i nagib i prerastaju u cvijeće i drveće.

Sposobnost stvaranja slika u boji uz pomoć osvjetljenja, istinski očaravajući promatrača, otkriva nepoznati svijet pred njim.

Nažalost, metalne čestice, iako se nazivaju feromagnetne, nisu feromagnetne u punom smislu, jer ne mogu zadržati nastali oblik nakon nestanka magnetnog polja. Zato što nemaju sopstvenu magnetizaciju. S tim u vezi, upotreba ovog otkrića, koje, inače, nije sasvim novo - napravio ga je Amerikanac Rosenzweig sredinom prošlog stoljeća, nije našla široku primjenu.

Kako napraviti i gdje se koristi ferofluid?

Ferofluidi se koriste u elektronici, u automobilskoj industriji i želim vjerovati da njihova široka primjena nije daleko, a razvojem nanotehnologije će biti u širokoj upotrebi. U međuvremenu, ovo je uglavnom zabava za publiku koja se divi, razmažena raznim vrstama spektakla.

Trodimenzionalne slike vas tjeraju da ih pratite sa suspregnutim dahom, sumnjate da li je ovo montaža i tražite objašnjenje za ono što se dešava, barem na internetu. Ko zna, možda će mali dječak, koji danas otvorenih usta promatra metalne „žive“ boje i figure, sutra pronaći fundamentalno novu primjenu za ovaj fenomen, praveći revoluciju u nauci i tehnologiji. Ali ovo je sutra, ali za sada - gledajte i uživajte!

Nevjerovatna stvar, ovo je vizualna fizika, takve eksperimente u školi treba pokazati učenicima, uvodeći ih u nauku kroz vizualne eksperimente, pogotovo jer takvu tekućinu možete napraviti i kod kuće!

To je sigurno, imali bismo takvog učitelja-hemičara - ne bih preskočio ni jedan čas! Da, upisao bih se na izborni i vanškolski program, samo da bih provodio takve eksperimente i eksperimente!

Izgleda jako lijepo, u srednjovjekovnoj Evropi za ovo bi očigledno bili spaljeni na lomači, kao jeretik i čarobnjak!

Ferofluid je tečnost koja je jako polarizovana u prisustvu magnetnog polja.

Eksperimenti sa ferofluidom

Ferofluidi se koriste u proizvodnji tvrdih diskova. Nanosi se na rotirajuće osovine diskova, čime se sprječava ulazak krhotina izvana.

VF se takođe koristi u visokotoncima, za uklanjanje toplote iz zvučne zavojnice i za suzbijanje rezonancije.

VF je pronašao primenu u vazduhoplovnoj i odbrambenoj industriji, medicini, optici, elektronici i mašinstvu i još mnogo toga.

Kako napraviti ferofluid kod kuće

• ulje (suncokretovo, mašinsko ili bilo koje drugo);
• toner za laserski štampač (programer mora biti prisutan u sastavu).

Sastojci se moraju pomešati, da se dobije tečnost gustine koja podseća na kiselu pavlaku.

zašto ne biste odmah upotrijebili metalni prah?

Neće proći. Da bi se postigao efekat "bodlja", tijelo mora biti u tečnom stanju.

Sky, probao sa finim puderom ili pogodi?

ima dosta smole u toneru, koje ce se morati nekako odvojiti...uglavnom, toner se ne kotrlja!

Nije u redu. samo zabrljao kupatilo.

Klasa! Možete zamisliti tečnost koja prska uz muziku!

magnet mora biti pričvršćen za stub na udaljenosti od 10-20 cm i upaliti ga glasno

konacno je sjebano! cool tema!

Ja sam uspeo na ovom času)))))

Moj toner uopste ne reaguje na magnete, sta je bilo?

Očigledno imate jednokomponentni toner (u njemu je jedna plastika). Morate kupiti toner koji sadrži razvijač (metalni prah)

treba probati

Dodajte komentar Otkažite odgovor

Ferofluidi su koloidni sistemi koji se sastoje od feromagnetnih ili ferimagnetnih čestica nanometarske veličine suspendovanih u tečnosti koja je nosilac, koja je obično organski rastvarač ili voda. Kako bi se osigurala stabilnost takve tekućine, feromagnetne čestice su povezane s površinski aktivnom tvari (surfaktantom), koja formira zaštitnu ljusku oko čestica i sprječava njihovo lijepljenje zbog van der Waalsovih ili magnetskih sila.

ferofluidi:

Magnetne tekućine su koloidne otopine - tvari koje imaju svojstva više od jednog agregatnog stanja. U ovom slučaju, dva stanja su čvrsti metal i tečnost u kojoj se nalazi. Ova sposobnost promene stanja pod uticajem magnetnog polja omogućava upotrebu ferofluida kao zaptivača, maziva, a takođe može otvoriti i druge primene u budućim nanoelektromehaničkim sistemima.

Prvi način da dobijete magnetnu tečnost:

Gotovo svako može vlastitim rukama napraviti tekućinu koja reagira na magnetsko polje - bez ikakvih reagensa i za samo nekoliko minuta . Naravno, njegov kvalitet je znatno lošiji od onog dobijenog hemijskim putem. Konkretno, konzistencija proizvoda je takva da se radije može nazvati ne "tečnost", već "kasta". Štoviše, vrijeme taloženja magnetnih čestica je prilično kratko - obično od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Ali bez hemije i egzotičnih tehnologija, samo prosijavanje i miješanje. Da biste napravili "magnetnu kašu", potrebno je samo prikupiti potrebnu količinu malih čeličnih strugotina . Što je finije, to bolje, stoga je najpogodnija čelična prašina koja ostaje nakon rada „brusilice“ ili žrvnja.

Prašina se skuplja pomoću magneta (ne previše jaka - ne toliko da bi se spriječila velika zaostala magnetizacija, nego da željezne strugotine ne teže ka njoj tako intenzivno i da sa sobom nose manje nemagnetne prašine).

Zatim, za filtriranje prljavštine i velikih frakcija, može se skupiti kroz krpu na novinama. . Što je tkanina gušća, to će prosijana prašina biti sitnija, ali duže će biti potrebno da se vrećica protrese.

Još jednom naglašavam - čelične čestice treba da budu što manje. Da biste dobili finu čeličnu prašinu, treba koristiti fino zrnastu (lapping) brusnu ploču. Kao smjernicu možemo ponuditi sljedeće – kada se gleda golim okom, nemoguće je odrediti oblik čestica prašine, na bijelom papiru izgledaju kao sitne tačkice. Ako se oblik piljevine jasno razlikuje (s normalnim vidom, to obično odgovara veličinama od 0,1-0,3 mm ili više), tada je takva piljevina prevelika, vrlo brzo će se taložiti i praktično će biti nepomična!

Slika br. 1 - Gvozdene opiljke i magnet

Odabrana čelična prašina napunjena je tekućinom koja dobro vlaži metal. To može biti obična voda - po mogućnosti zasićena tenzidima, odnosno sapunom ili drugim deterdžentom (ovdje je pjena štetna, pa treba biti što manja!).

Ali! Kako bi se izbjegla brza korozija čestica željezne prašine, koja ih može jednostavno "pojesti" za nekoliko dana, bolje je koristiti tekuće motorno ulje za čelik. . Domaćinstvo je sasvim prikladno - ono što se koristi za podmazivanje šivaćih mašina.

Koncentracija čelične prašine u tečnosti mora biti, s jedne strane, ne previsoka, kako tečnost ne bi postala pregusta i viskozna, a s druge strane, ne preniska, jer u suprotnom kretanje magnetnih čestica neće biti biti u stanju da unese bilo koju primjetnu količinu tečnosti. Odabire se empirijski postupnim dodavanjem piljevine u tekućinu, temeljnim miješanjem i provjeravanjem magnetom. . Bolje je dobiti blagi višak osnovne tekućine nego njen nedostatak, jer se u potonjem slučaju pokretljivost nastale tvari vrlo primjetno smanjuje.

Specifična vrijednost kritične jakosti magnetskog polja ovisi kako o magnetskim svojstvima metala koji se koristi, tako i o jačini vlaženja metala osnovnom tekućinom ili surfaktantom, kao i o temperaturi tekućine i veličini. metalnih čestica. Kada se magnetsko polje ukloni, pokretljivost tekućine će se vratiti ako zaostala magnetizacija nije prevelika.

Drugi način kako napraviti magnetnu tečnost:

Magnetna tečnost može biti još lakša. Postoje dielektrični magnetni toneri (DM toneri) za laserske štampače. DM-Toner je tvar koja se sastoji od smole i magnetiziranog željeznog oksida. U ovom slučaju, površinski aktivne tvari se mogu izostaviti.

Za 50 ml magnetnog tonera potrebno je uzeti 2 supene kašike vrlo čistog biljnog ulja.

Dobro pomiješajte toner sa uljem, to je sve - magnetna tekućina je spremna.

P.S.: Pokušao sam jasno pokazati i opisati ne škakljive savjete. Nadam se da će vam barem nešto biti od koristi. Ali ovo nije sve što je moguće izmisliti, pa samo naprijed i proučite stranicu

Prošle su 52 godine otkako je zaposlenik NASA-e Steve Papell izumio ferofluid. On je riješio vrlo specifičan problem: kako natjerati tečnost u rezervoaru raketnog goriva da se približi rupi iz koje je pumpa pumpala gorivo u komoru za sagorevanje u uslovima bestežinskog stanja. Tada je Papell došao do netrivijalnog rješenja - da se gorivu doda neka vrsta magnetske tvari kako bi se kontroliralo kretanje goriva u rezervoaru uz pomoć vanjskog magneta. Tako je nastao ferofluid.

Papel je koristio magnetit (Fe 3 O 4) kao magnetnu supstancu, koju je mnogo dana drobio (mljevio u mješavini s oleinskom kiselinom) koristeći posebnu tehnologiju. Dobivena je stabilna koloidna suspenzija u kojoj su stabilno postojale sitne čestice magnetita veličine 0,1-0,2 mikrona. Oleinska kiselina u ovom sistemu igrala je ulogu modifikatora površine, koji je sprečavao čestice magnetita da se lepe. Patent S. Papella US 3215572 A (Magnetski fluid niske viskoznosti dobijen koloidnom suspenzijom magnetnih čestica) je otvoren i može se pogledati na Internetu. Klasični sastav ferofluida je 5% (po zapremini) magnetnih čestica, 10% modifikatora površine (oleinska, limunska ili poliakrilna kiselina, itd.). Ostatak je organski rastvarač, uključujući tečna ulja.

Interes za magnetne fluide je oživio posljednjih godina, a danas su već našli mnoge primjene. Ako se takva tekućina nanese na neodimijski magnet, tada će magnet kliziti po površini s minimalnim otporom, odnosno trenje će se naglo smanjiti. Na bazi feromagnetne tekućine u Sjedinjenim Državama se prave premazi za avione koji apsorbiraju radar. A tvorci čuvenog Ferrarija koriste magnetoreološku tečnost u ovjesu automobila: manipulacijom magneta, vozač može u bilo kojem trenutku učiniti ovjes tvrđim ili mekšim. A ovo je samo nekoliko primjera.

Magnetna tečnost je neverovatan materijal. Vrijedi ga staviti u magnetsko polje, jer se odvojene magnetske čestice spajaju i poredaju duž linija sile, pretvarajući se u potpuno čvrstu tvar. Danas se u mnogim zabavnim emisijama prikazuju mađioničarski trikovi s magnetnom tekućinom, koja se u dodiru s magnetom pretvara u ježeve ili kaktuse, besprijekorne u pogledu simetrije. Naravno, možete kupiti ferofluid, ali mnogo je zanimljivije napraviti ga sami.

Pisali smo o tome kako doći do samostvrdnjavajuće magnetne tekućine, koja će vam omogućiti da pod mikroskopom ispitate strukture koje formiraju magnetne čestice (Chemistry and Life, 2015, br. 11). A evo još jednog recepta za domaći feromagnetni fluid . Uzmite 50 ml tonera za laserski štampač. Ovaj prah se sastoji od najmanje 40% magnetita, čija je veličina čestica 10 nanometara ili manje. Toner također obavezno sadrži modifikator površine kako se nanočestice ne bi lijepile. U 50 ml tonera dodajte 30 ml biljnog ulja (dvije supene kašike) i dobro promiješajte, ne štedeći vremena za ovaj proces. Dobićete crnu homogenu tečnost, sličnu kiseloj pavlaci. Sada ga sipajte u ravnu staklenu posudu sa stranicama tako da debljina sloja bude najmanje centimetar. Donesite magnet ispod dna posude i na tom mjestu će se u tekućini odmah pojaviti tvrdi jež. Može se pomicati pomoću magneta. Ako magnet iznesete na površinu tekućine ili u stranu, tekućina će bukvalno iskočiti prema magnetu, stoga budite oprezni. Da biste izbjegli ovu nevolju, možete staviti magnetnu tekućinu u malu staklenu konusnu tikvicu, napunite je do pola ili malo manje. Nagnite tikvicu tako da se duž njenog zida stvori sloj tečnosti i držite magnet blizu stakla.

Uspjeh ovisi o jačini magneta (možete kupiti mali neodimijski magnet u trgovinama) i kvaliteti tonera. U potonjem slučaju, morate biti sigurni da sadrži magnetni prah.