Ferofluid. DIY ferofluid s uloškom za laserski pisač Kako napraviti tekući magnet kod kuće

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

Kako se, osim magije, može objasniti fenomen pojave trodimenzionalnih figura, cvijeća i piramida, čarobnih slika koje se međusobno zamjenjuju iz naizgled obične tekućine? Ali to nije magija, znanost daje obrazloženje za ono što se događa.

Što je ferofluid?

Govorimo o ferofluidu - koloidnom sustavu koji se sastoji od vode ili drugog organskog otapala koje sadrži najmanje čestice magnetita i bilo kojeg materijala koji sadrži željezo. Njihove su dimenzije tako male da ih je teško i zamisliti: deset puta su tanji od ljudske dlake! Takvi mikroskopski pokazatelji veličine omogućuju im ravnomjernu distribuciju u otapalu pomoću toplinskog kretanja.

Za sada, dok nema vanjskog utjecaja, tekućina je mirna, nalikuje zrcalu. Ali potrebno je samo dovesti usmjereno magnetsko polje u ovo "zrcalo" i ono oživi, pokazujući gledatelju nevjerojatne trodimenzionalne slike: čarobno cvijeće cvjeta, na površini rastu pokretne figure, mijenjajući se pod utjecajem polja.

Ovisno o jačini i smjeru magnetskog polja, slike se pred našim očima mijenjaju – od laganih, jedva primjetnih mreškanja koje se pojavljuju na površini tekućine, preko iglica i vrhova koji mijenjaju oštrinu i nagib te 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 feromagnetskim, nisu feromagnetne u punom smislu, jer ne mogu zadržati nastali oblik nakon nestanka magnetskog polja. Budući da nemaju vlastitu magnetizaciju. S tim u vezi, korištenje ovog otkrića, koje, usput rečeno, nije sasvim novo - napravio ga je Amerikanac Rosenzweig još sredinom prošlog stoljeća, nije našlo 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 doći će do široke primjene. U međuvremenu, ovo je uglavnom zabava za publiku koja se divi, razmažena raznim spektaklima.

Trodimenzionalne slike tjeraju vas da ih pratite suspregnutog daha, sumnjate je li ovo montaža i tražite objašnjenje što se događa, barem na internetu. Tko zna, možda će dječačić, koji danas otvorenih usta promatra metalne "žive" boje i figure, sutra pronaći temeljno novu primjenu za ovaj fenomen, napravivši revoluciju u znanosti i tehnologiji. Ali ovo je sutra, ali za sada - gledajte i uživajte!

Ferofluid, on je magnetska tekućina- izuzetno tajanstvena i znatiželjna naprava. Prvi put sam ga vidio prije desetak godina, u pariškom Muzeju znanosti i tehnologije, gdje je jedan od eksponata bila čvrsto zatvorena staklena posuda s uljnom crnom tekućinom unutra. U blizini je ležao par magneta. Kad su ih donijeli u posudu, tekućina je reagirala, dižući se poput ježa i tvoreći sliku prilično prijeteće vrste šiljaka koji ponavljaju oblik magneta. Bio je i kratak opis što je i s čime se jede. Tada sam naučio ovo ime - ferofluid. Naravno, strastveno je želio, ali tada nije bilo apsolutno nikakvih ideja gdje to dobiti, niti mogućnosti za to. A sada, deset godina kasnije...

Ferofluid je, zapravo, suspenzija nanočestica feromagneta (obično magnetita), veličine oko 10 nm (rijetko veće), pomiješanih u surfaktantu (organsko otapalo kao što je oleinska kiselina ili voda), koji tvori neku vrstu film oko nanočestica, ne dopuštajući im da skliznu. Pod utjecajem magnetskog polja, čestice se redaju duž njegovih linija, tvoreći ove karakteristične iglice. U principu, malo je vjerojatno da ću moći bolje opisati svojstva ferofluida nego na Wikiju, pa šaljem one koji žele znati više teorije.

Dragocjenu staklenku koju sam tražila pronašla sam na Ebeeu, kao i mnoge druge stvari. Cijena nije bila baš ohrabrujuća, ali alternative praktički nije bilo (usput rečeno, na supermagnete.de je četiri puta skuplje), pa sam ga morao naručiti. I sada, mjesec dana kasnije, konačno imam staklenku. 8 unci tog čudnog crnog sranja.
Prvo što se otkrilo je da je bila divlje prljava. Ako kapljica ferofluida dospije na svijetlu odjeću, tu mrlju NIŠTA neće ukloniti. I vrlo, vrlo je poželjno nositi rukavice kada radite s njim. Drugo, ona divlje prska. Kapi su pronađene na najnepredvidljivijim mjestima. I treće - zbog kombinacije prva dva svojstva ove staklenke, trajat će vrlo kratko 🙁

Zapravo, kako se pokazalo nakon nekoliko eksperimenata, da bi se dobili stvarno zanimljivi obrasci raspodjele čestica, potrebno je imati snažne elektromagnete i figure složenog oblika ruba (poput svrdla, zupčanika itd.), i to u dobrom način na koji se elektromagnet mora namotati upravo na ovaj predmet. Zabave s trajnim magnetima su znatiželjne, ali, kao prvo, moji magneti su prilično slabi za dobivanje velikih slika, a drugo, ovo je zabava oko pet minuta, budući da se ponašanje tekućine pokazuje prilično monotonim.

Ipak, do sada smo uspjeli smisliti više-manje šarenu opciju za korištenje trajnih magneta s ferofluidom: magnet morate donijeti ne odozdo, već odozgo (naravno, kroz sloj stakla ili plastike), a zatim možete promatrati kako iz središta posude raste stupac s ferofluidom, a staklo ispod magneta počinje izbočiti iglicama tekuće tekućine. Osim toga, gravitacijska sila koja povlači tekućinu prema dolje značajno povećava duljinu igala.

Ferrofluid je iznimno teško fotografirati s visokom kvalitetom. Zbog vrlo oštrog sjajnog odsjaja svjetlosti i potpune crnine u bilo kojem barem malo osjetno debelom sloju (usput rečeno, u vrlo tankom sloju je smeđi), ispada da je teško fotografirati granice šiljaka. Ali na kraju sam shvatio što trebam učiniti: snimati brzinom zatvarača od pet sekundi, a za to vrijeme mahati baterijskom svjetiljkom, osvjetljavajući ježa s prianjajućih ferofluida s različitih strana.

Usput, možete pokušati napraviti ferofluid vlastitim rukama. S obzirom da još nisam probala, neću ulaziti u detalje, ali kad stignem svakako ću napisati što i kako. Glavna poteškoća leži u potrebi centrifugiranja suspenzije, ali možete pokušati proći s improviziranim sredstvima, jer još uvijek nema centrifuge.

Želio bih posebno napomenuti ferofluidne skulpture. To je ono čemu ću težiti i što na kraju želim od njega dobiti. Vrlo očaravajući prizor, posebno levitirajući.

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

"Profesionalne" magnetske tekućine

"Profesionalna" magnetska tekućina obično je koloidna otopina najsitnijih čestica magnetskog materijala, odnosno suspenzija čvrstih čestica u tekućini koja je stabilna i koja se ne taloži tijekom vremena. Najčešće se kao magnetski 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). Za sprječavanje lijepljenja i taloženja magnetskih 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, toplinska otpornost, toplinska vodljivost itd.). Osim vode, najpopularnije bazne tekućine za tehničku primjenu su kerozin i tekuća industrijska ulja, za biomedicinsku primjenu - razne vrste organskih tekućina.

Zbog čestica magnetita, željezne tekućine su obično neprozirne, guste crne tvari. Kako bi se smanjila viskoznost, koncentracija magnetita se može smanjiti, ali to, naravno, također smanjuje magnetska svojstva tekućine. Korištenje drugih magnetskih punila umjesto magnetita može tekućini dati drugu boju osim crne (obično različite nijanse žuto-smeđe), ali niti jedna od tih tekućina ne može se pohvaliti kristalnom prozirnošću.

Složenost dobivanja "pravih" magnetskih tekućina 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!). Druge 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 razmak ispunjen materijalom koji se brusi. Postoje i čisto kemijske metode, ali čak i 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 kemijska metoda opisana je ovdje: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. Detaljno razmatranje problema sa strogih znanstvenih pozicija može se pronaći na ovoj stranici: http://magneticliquid.narod.ru/authority/008.htm.

DIY magnetska tekućina

Proizvodnja magnetske tekućine kemijskim putem

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

Apotekarske vage sa setom utega.
Dvije tikvice (okruglo ili ravno dno).
Čaša.
Filter papir i lijevak.
Dovoljno jak magnet, po mogućnosti prsten (iz zvučnika).
Mali (laboratorijski) električni štednjak.
Porculansko staklo za 150–200 ml.
Termometar s rasponom mjerenja temperature do 100°S.
indikatorski papir.
Da biste dobili bolju 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.

Soli dvo- i trovalentnog željeza (klor FeCl 2, FeCl 3 ili sulfat FeSO 4, Fe 2 (SO 4) 3).
Amonijačna voda 25% koncentracije (amonijak).
Natrijeva sol oleinske kiseline (oleinski sapun) kao surfaktant. Oleinsku kiselinu možete pokušati zamijeniti deterdžentima s niskim stepenom pjene.
Destilirana voda. Umjesto destilirane vode možete koristiti vodu koja je pročišćena sustavom reverzne osmoze (uključujući i vodu za kućanstvo, ali pod uvjetom da ovaj sustav nema "poboljšavajući" uložak koji već pročišćenu vodu obogaćuje solima i mikroelementima). Pročišćena pitka voda u bocama iz trgovine neće raditi - obično se "poboljšava" raznim mikroaditivima; iz istih razloga nije prikladna prirodna izvorska i arteška voda.

Ovdje je sažetak ove tehnike. Brojke su dane po 10 grama čvrste magnetske faze (magnetita) u ferofluidu.

Smeđe-narančasta otopina odmah će se pretvoriti u crnu suspenziju. Dodajte malo destilirane vode i stavite tikvicu s dobivenom smjesom na trajni magnet na pola sata.

Prije nego što nastavite s 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" (tekućinu za pranje posuđa) kao surfaktant. Glavna stvar je obratiti posebnu pozornost na sigurnosne preporuke i poduzeti potrebnu brigu!

Proizvodnja magnetske tekućine mehanički

U međuvremenu, gotovo svatko može napraviti tekućinu koja je sasvim prihvatljiva za neke primjene i reagira na magnetsko polje - bez ikakvih reagensa i to u samo nekoliko minuta. Još jednom naglašavam – samo za neki primjene, a kvaliteta mu je znatno lošija od one dobivene kemijskim putem. Konkretno, konzistencija proizvoda je takva da se radije može nazvati ne "tekućinom", već "kastom". Štoviše, vrijeme taloženja magnetskih čestica je prilično kratko - obično od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Ali bez kemije i egzotičnih tehnologija - samo prosijavanje i miješanje. Inače, kada su se ljudi sredinom 20. stoljeća prvi put zainteresirali za magnetske tekućine, njihovi prvi uzorci dobiveni su upravo na taj način.

Da biste napravili takvu "magnetsku kašu", samo trebate prikupiti potrebnu količinu finih čeličnih strugotina. Što je finije, to bolje, stoga je najprikladnija čelična prašina koja ostaje nakon rada "brusilice" ili žrvnja. Prašina se skuplja pomoću magneta (ne previše jaka - ne toliko da spriječi veliku zaostalu magnetizaciju, nego da željezne strugotine ne teže k njoj tako intenzivno i da sa sobom nose manje nemagnetske prašine). Zatim, da se filtrira prljavština i krupne frakcije, prikupljeno se može prosijati kroz krpu (recimo staviti u platnenu vrećicu i protresti preko raširenih novina; magnet se opet stavi na novine malo sa strane, ovaj put bolji je jači magnet, koji hvata čestice čelične prašine koje su skliznule kroz tkaninu, a fina nemagnetska prljavština leti ravno dolje pored magneta; velike čestice prljavštine i veliki čelični strugoti ne mogu proći kroz tkaninu i ostati unutar vrećice). Što je tkanina gušća, to će prosijana prašina biti finija, ali to će duže trebati da se protrese vrećica. Da biste mehanizirali proces, možete pokušati otpuhati čestice prašine kroz tkaninu vrećice ispušnim plinom usisavača, ali to će već zahtijevati pripremu uređaja za usmjeravanje, skretanje i prigušivanje struje zraka koja je izašla iz vrećicu (recimo od praznih plastičnih boca od pitke vode, po mogućnosti širokog grla i zapremine 5-8 litara). Stoga je vrijedno razmišljati o "mehaniziranoj" verziji samo s dovoljno velikim količinama proizvedenog "proizvoda", mjerenih u litrama, i za nekoliko grama magnetske tekućine, što je sasvim dovoljno za većinu eksperimenata i mnoge praktične primjene, to je malo je vjerojatno da će biti opravdano. Naravno, centrifugiranje u tekućini omogućit će puno bolje odvajanje čestica, ali gusta krpa i usisavač se mogu naći u gotovo svakom domu, no iz nekog razloga centrifuge od nekoliko tisuća okretaja u minuti nisu toliko raširene. Ako je sakupljena prašina dovoljno čista i homogena, a zahtjevi za kvalitetom "magnetne kaše" prilično su niski, tada se prosijavanje može potpuno izostaviti.

Još jednom naglašavam – čestice čelika trebaju biti što manje. Za dobivanje fine čelične prašine potrebno je koristiti fino zrnato (lapping) brusno kolo. Kao smjernicu možemo ponuditi sljedeće - pažljivim pregledom golim okom nemoguće je odrediti oblik čestica prašine, na bijelom papiru izgledaju poput sitnih točkica. Ako možete odrediti oblik i orijentaciju piljevine, onda je takva piljevina prevelika, vrlo brzo će se taložiti i bit će gotovo nepomična! Ali tako veliku piljevinu prikladno 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 jedna 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 površinski aktivnim tvarima, tj. sapunom ili drugim deterdžentom (ovdje je pjenjenje štetno, pa treba biti što manje!). 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. Kućanstvo je sasvim prikladno - ono što se koristi za podmazivanje šivaćih strojeva. 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 tekućini mora s jedne strane biti ne previsoka, kako tekućina ne bi postala pregusta i viskozna, a s druge strane ne preniska jer u protivnom kretanje magnetskih čestica neće biti biti u stanju uvući svaki zamjetni volumen tekućine. Odabire se empirijski postupnim dodavanjem piljevine u tekućinu, pomnim miješanjem i provjeravanjem magnetom. Bolje je ostaviti blagi višak osnovne tekućine nego primiti njezin nedostatak, jer se u potonjem slučaju pokretljivost rezultirajuće tvari vrlo primjetno smanjuje.

Pokretljivost čestica takve magnetske tekućine 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 magnetskim poljima, sila međusobnog privlačenja čestica može premašiti silu vlaženja, a zatim će čestice početi izravno kontaktirati jedna s drugom, a tekućina će se "stvrdnuti", postajući nešto poput mokrog pijeska. Specifična vrijednost kritične jakosti magnetskog polja ovisi i o magnetskim svojstvima metala koji se koristi, i o sili vlaženja metala osnovnom tekućinom ili surfaktantom, kao i o temperaturi tekućine i veličini metala. metalne čestice (veće se brže "lijepe zajedno", budući da imaju manju specifičnu površinu po jedinici mase; osim toga, velika piljevina se lako taloži na dno, dok se osobito male čestice prašine mogu održavati u suspenziji Brownovskim kretanjem molekule osnovne tekućine). Kada se magnetsko polje ukloni, pokretljivost tekućine će se obnoviti ako zaostala magnetizacija nije prevelika.

Konačno, mora se reći da magnetska tekućina iz željezne prašine nije samo vrlo gusta, već ima i visoka abrazivna svojstva, pa ju je problematično pumpati kroz bilo koje cijevi, ali može lako oštetiti ležajeve i radne površine crpki. pumpanje (optimalni tip pumpe je pumpa sa zupčanikom 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 trošenje. Plastika bi trebala biti točno elastična, poput tvrde gume ili fluoroplastike, ali ne tako tvrda kao tekstolit ili ebonit (i naravno, kemijski otporna na osnovnu tekućinu).

Međutim, u mnogim slučajevima ove značajke "magnetske tekućine" nisu temeljne, te se mnogi učinci u njoj očituju na isti način kao u "pravim" magnetskim tekućinama. Konkretno, magnet pritisnut na dno, nakon što je otpušten, uspješno pluta u središte tekućine čak i mnogo minuta nakon završetka taloženja magnetskih čestica (međutim, u staloženoj tekućini ovaj uspon može trajati nekoliko minuta ili čak sati). Ako se isti magnet, naprotiv, stavi na površinu, tada će potonuti, opet težeći središtu tekućine (točnije, središtu područja koje zauzimaju metalne čestice).

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

Ferofluid - što je to i kako sami napraviti ferofluid

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

Kako napraviti i gdje se koristi ferofluid?

Nevjerojatna stvar, ovo je vizualna fizika, takve pokuse u školi trebate pokazati učenicima, uvodeći ih u znanost kroz vizualne eksperimente, pogotovo jer takvu tekućinu možete napraviti kod kuće!

To je sigurno, imali bismo takvog učitelja-kemičara – ne bih preskočio niti jedan sat! Da, upisala bih se na izborni i izvanškolski program, samo da provodim takve eksperimente i eksperimente!

Izgleda jako lijepo, u srednjovjekovnoj Europi za ovo bi očito bili spaljeni na lomači, kao heretik i čarobnjak!

Ferofluid je tekućina koja je jako polarizirana u prisutnosti magnetskog polja.

Eksperimenti s ferofluidom

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

VF se također koristi u visokotoncima, za uklanjanje topline iz glasovne zavojnice i za suzbijanje rezonancije.

VF je pronašao primjenu u zrakoplovnoj i obrambenoj industriji, medicini, optici, elektronici i strojarstvu i još mnogo toga.

Kako napraviti ferofluid kod kuće

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

Sastojci se moraju miješati, dobivajući tekućinu gustoće koja nalikuje kiselom vrhnju.

zašto ne biste odmah upotrijebili metalni prah?

Neće ići. Da bi se postigao učinak „bodlja“, tijelo mora biti u tekućem stanju.

Sky, probao s finim puderom ili pogodi?

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

Nije u redu. samo zabrljao kupaonicu.

Klasa! Možete zamisliti tekućinu koja prska uz glazbu!

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

konačno se zajebalo! cool tema!

Napravio sam ovaj razred)))))

Moj toner uopće ne reagira na magnete, što je bilo?

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

treba pokušati

Dodajte komentar Odustani od odgovora

Ferofluidi su koloidni sustavi koji se sastoje od feromagnetskih ili ferimagnetskih čestica nanometarske veličine suspendiranih u tekućini koja je nositelj, koja je obično organsko otapalo ili voda. Kako bi se osigurala stabilnost takve tekućine, feromagnetske čestice povezuju se s površinski aktivnom tvari (surfaktantom), koja čini 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 stanja tvari. U ovom slučaju, dva stanja su čvrsti metal i tekućina u kojoj se nalazi. Ova sposobnost promjene stanja pod utjecajem magnetskog polja omogućuje korištenje ferofluida kao brtvila, maziva, a može otvoriti i druge primjene u budućim nanoelektromehaničkim sustavima.

Prvi način za dobivanje magnetske tekućine:

Gotovo svatko može vlastitim rukama napraviti tekućinu koja reagira na magnetsko polje - bez ikakvih reagensa iu samo nekoliko minuta . Naravno, njegova je kvaliteta znatno lošija od one dobivene kemijskim putem. Konkretno, konzistencija proizvoda je takva da se radije može nazvati ne "tekućinom", već "kastom". Štoviše, vrijeme taloženja magnetskih čestica je prilično kratko - obično od nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Ali bez kemije i egzotičnih tehnologija, samo prosijavanje i miješanje. Da biste napravili "magnetnu kašu", samo trebate prikupiti potrebnu količinu sitnih čeličnih strugotina . Što je finije, to bolje, stoga je najprikladnija čelična prašina koja ostaje nakon rada "brusilice" ili žrvnja.

Prašina se skuplja pomoću magneta (ne previše jaka - ne toliko da spriječi veliku zaostalu magnetizaciju, nego da željezne strugotine ne teže k njoj tako intenzivno i da sa sobom nose manje nemagnetske prašine).

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

Slika broj 1 - Željezne strugotine i magnet

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. . Kućanstvo je sasvim prikladno - ono što se koristi za podmazivanje šivaćih strojeva.

Koncentracija čelične prašine u tekućini mora s jedne strane biti ne previsoka, kako tekućina ne bi postala pregusta i viskozna, a s druge strane ne preniska jer u protivnom kretanje magnetskih čestica neće biti biti u stanju uvući svaki zamjetni volumen tekućine. Odabire se empirijski postupnim dodavanjem piljevine u tekućinu, pomnim miješanjem i provjeravanjem magnetom. . Bolje je dobiti blagi višak osnovne tekućine nego njezin nedostatak, jer se u potonjem slučaju pokretljivost rezultirajuće tvari vrlo primjetno smanjuje.

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

Drugi način kako napraviti magnetsku tekućinu:

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

Za 50 ml magnetskog tonera trebate uzeti 2 žlice vrlo čistog biljnog ulja.

Temeljito pomiješajte toner s uljem, to je sve - magnetska tekućina je spremna.

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

Prošle su 52 godine otkako je NASA-in zaposlenik Steve Papell izumio ferofluid. Riješio je vrlo specifičan problem: kako natjerati tekućinu u spremniku raketnog goriva da se u uvjetima bestežinskog stanja približi rupi iz koje je pumpa pumpala gorivo u komoru za izgaranje. Tada je Papell došao do netrivijalnog rješenja – dodati neku vrstu magnetske tvari u gorivo kako bi kontrolirao kretanje goriva u spremniku uz pomoć vanjskog magneta. Tako je nastao ferofluid.

Papel je kao magnetsku tvar koristio magnetit (Fe 3 O 4), koji je posebnom tehnologijom mnogo dana drobio (mljevio u smjesi s oleinskom kiselinom). Dobivena je stabilna koloidna suspenzija u kojoj su stabilno postojale sitne čestice magnetita veličine 0,1-0,2 mikrona. Oleinska kiselina u ovom sustavu igrala je ulogu modifikatora površine, koji je sprječavao čestice magnetita da se zalijepe. Patent S. Papella US 3215572 A (Magnetska tekućina niske viskoznosti dobivena koloidnom suspenzijom magnetskih čestica) je otvoren i može se pogledati na Internetu. Klasični sastav ferofluida je 5% (volumenski) magnetskih čestica, 10% modifikatora površine (oleinska, limunska ili poliakrilna kiselina, itd.). Ostatak je organsko otapalo, uključujući tekuća ulja.

Interes za magnetske tekućine oživio je 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 temelju feromagnetne tekućine u Sjedinjenim Državama izrađuju se premazi koji apsorbiraju radar za zrakoplove. A tvorci slavnog Ferrarija koriste magnetoreološku tekućinu u ovjesu automobila: manipulirajući magnetom, vozač može u svakom trenutku učiniti ovjes tvrđim ili mekšim. A ovo je samo nekoliko primjera.

Magnetna tekućina je nevjerojatan 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 magnetskom tekućinom, koja se u dodiru s magnetom pretvara u ježeve ili kaktuse, besprijekorne u simetriji. Naravno, možete kupiti ferofluid, ali puno je zanimljivije napraviti ga sami.

Pisali smo o tome kako dobiti samostvrdnjavajuću magnetsku tekućinu koja će vam omogućiti da pod mikroskopom ispitate strukture koje formiraju magnetske čestice (Chemistry and Life, 2015, br. 11). A evo još jednog recepta za domaću feromagnetsku tekućinu . Uzmite 50 ml tonera za laserski pisač. Ovaj prah se sastoji od najmanje 40% magnetita, čija je veličina čestica 10 nanometara ili manje. Toner također nužno sadrži modifikator površine kako se nanočestice ne bi lijepile. U 50 ml tonera dodajte 30 ml biljnog ulja (dvije žlice) i dobro promiješajte, ne štedeći vremena za ovaj proces. Dobit ćete crnu homogenu tekućinu, sličnu kiselom vrhnju. Sada ga ulijte 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 magnetom. Donesete li magnet na površinu tekućine ili na stranu, tekućina će doslovno iskočiti prema magnetu, stoga budite oprezni. Da biste izbjegli ovu nevolju, možete staviti magnetsku tekućinu u malu staklenu konusnu tikvicu, napunite je do pola ili malo manje. Nagnite tikvicu tako da se duž njezine stijenke stvori sloj tekućine i držite magnet blizu stakla.

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