Ferrofluid. DIY ferrofluid met een laserprintercartridge Hoe maak je thuis een vloeibare magneet?

Voor iemand die verre van wetenschappelijke ontdekkingen is, die op school afscheid heeft genomen van natuurkunde of scheikunde, lijken veel dingen ongewoon. Als we in het dagelijks leven bijvoorbeeld elektrische apparaten gebruiken, denken we niet na over hoe ze precies werken, waarbij we de voordelen van de beschaving als vanzelfsprekend beschouwen. Maar als het gaat om iets dat verder gaat dan de dagelijkse waarneming, staan zelfs volwassenen verbaasd, net als kinderen, en beginnen ze in wonderen te geloven.

Hoe kan men, naast magie, het fenomeen verklaren van het verschijnen van driedimensionale figuren, bloemen en piramides, magische afbeeldingen die elkaar vervangen van een schijnbaar gewone vloeistof? Maar het is geen magie, de wetenschap geeft een reden voor wat er gebeurt.

Wat is ferrovloeistof?

We hebben het over ferrofluïdum - een colloïdaal systeem dat bestaat uit water of een ander organisch oplosmiddel dat de kleinste deeltjes magnetiet bevat, en elk materiaal dat ijzer bevat. Hun afmetingen zijn zo klein dat het zelfs moeilijk voor te stellen is: ze zijn tien keer dunner dan een mensenhaar! Dergelijke microscopisch kleine maataanduidingen zorgen ervoor dat ze gelijkmatig in het oplosmiddel kunnen worden verdeeld door middel van thermische beweging.

Voorlopig, terwijl er geen externe invloed is, is de vloeistof kalm en lijkt op een spiegel. Maar je hoeft alleen maar een gericht magnetisch veld naar deze "spiegel" te brengen en het komt tot leven en laat de kijker verbazingwekkende driedimensionale beelden zien: magische bloemen bloeien, bewegende figuren groeien op het oppervlak, veranderen onder invloed van het veld.

Afhankelijk van de sterkte en richting van het magnetische veld, veranderen de beelden voor onze ogen - van lichte, nauwelijks waarneembare rimpelingen die op het oppervlak van de vloeistof verschijnen, via naalden en pieken die scherpte en helling veranderen en uitgroeien tot bloemen en bomen.

Het vermogen om kleurenfoto's te maken met behulp van verlichting, echt betoverend voor de waarnemer, onthult een onbekende wereld voor hem.

Helaas zijn metaaldeeltjes, hoewel ze ferromagnetisch worden genoemd, niet ferromagnetisch in de volledige betekenis van het woord, omdat ze de resulterende vorm niet kunnen behouden na het verdwijnen van het magnetische veld. Omdat ze geen eigen magnetisatie hebben. In dit opzicht heeft het gebruik van deze ontdekking, die overigens niet helemaal nieuw is - hij werd gedaan door de Amerikaan Rosenzweig in het midden van de vorige eeuw, geen brede toepassing gevonden.

Hoe te maken en waar wordt ferrovloeistof gebruikt?

Ferrofluiden worden gebruikt in de elektronica, in de auto-industrie, en ik zou graag willen geloven dat hun wijdverbreide gebruik niet ver weg is, en met de ontwikkeling van nanotechnologie zullen ze op grote schaal worden gebruikt. Ondertussen is dit vooral leuk voor het bewonderende publiek, verwend door allerlei spektakels.

Driedimensionale foto's laten je met ingehouden adem volgen, twijfelen of dit een montage is, en op internet op zoek gaan naar een verklaring van wat er gebeurt. Wie weet, misschien vindt een kleine jongen, die vandaag met open mond naar de metalen "levende" kleuren en figuren kijkt, morgen een fundamenteel nieuwe toepassing voor dit fenomeen, die een revolutie teweegbrengt in wetenschap en technologie. Maar dit is morgen, maar voor nu - kijk en geniet!

Ferrofluid, hij is magnetische vloeistof- een uiterst mysterieus en merkwaardig ding. Ik zag het ongeveer tien jaar geleden voor het eerst, in het Parijse Museum voor Wetenschap en Technologie, waar een van de exposities een goed gesloten glazen vat was met een olieachtige zwarte vloeistof erin. In de buurt lag een paar magneten. Toen ze in een vat werden grootgebracht, reageerde de vloeistof, steeg op als een egel en vormde een beeld van een nogal dreigend type spikes die de vorm van een magneet herhalen. Er was ook een korte beschrijving van wat het is en waarmee het wordt gegeten. Toen leerde ik deze naam - ferrofluid. Natuurlijk verlangde hij hartstochtelijk, maar toen waren er absoluut geen ideeën waar het te krijgen, geen mogelijkheden hiervoor. En nu, tien jaar later...

Ferrofluid is in feite een suspensie van nanodeeltjes van een ferromagneet (meestal magnetiet), ongeveer 10 nm groot (zelden groter), gemengd in een oppervlakteactieve stof (een organisch oplosmiddel zoals oliezuur of water), die een soort van film rond de nanodeeltjes, zodat ze niet wegglijden. Onder invloed van een magnetisch veld vormen de deeltjes zich langs hun lijnen en vormen deze karakteristieke naalden. In principe is het onwaarschijnlijk dat ik de eigenschappen van een ferrovloeistof beter zal kunnen beschrijven dan in Wiki, dus stuur ik degenen die meer theorie willen weten daarheen.

Ik vond de kostbare pot die ik zocht op Ebee, evenals vele andere dingen. Het prijskaartje was niet erg bemoedigend, maar er waren praktisch geen alternatieven (trouwens, het is vier keer duurder op supermagnete.de), dus ik moest het bestellen. En nu, een maand later, heb ik eindelijk een pot. 8 ons van die rare zwarte troep.
Het eerste dat werd ontdekt, was dat ze enorm vies was. Als er een druppel ferrofluid op lichtgekleurde kleding komt, wordt deze vlek door NIETS verwijderd. En het is zeer, zeer wenselijk om handschoenen te dragen wanneer u met hem werkt. Ten tweede squirt ze wild. Druppels werden gevonden op de meest onvoorspelbare plaatsen. En de derde - door de combinatie van de eerste twee eigenschappen van deze pot, gaat deze heel kort mee 🙁

Om echt interessante patronen van deeltjesverdeling te verkrijgen, zoals na verschillende experimenten bleek, zijn krachtige elektromagneten en figuren nodig met een complexe randvorm (zoals boren, tandwielen, enz.), En in een goede manier waarop de elektromagneet op dit object moet worden gewikkeld. Amusementen met permanente magneten zijn merkwaardig, maar ten eerste zijn mijn magneten nogal zwak voor het maken van grote foto's, en ten tweede is dit amusement voor ongeveer vijf minuten, omdat het gedrag van de vloeistof nogal eentonig blijkt te zijn.

Toch zijn we er tot nu toe in geslaagd om een min of meer kleurrijke optie te bedenken voor het gebruik van permanente magneten met ferrofluid: je moet de magneet niet van onderaf, maar van bovenaf brengen (uiteraard door een laagje glas of plastic), en dan kun je zien hoe een kolom groeit vanuit het midden van de kom met ferrovloeistof, en het glas onder de magneet begint uit te puilen met naalden van stromende vloeistof. Bovendien vergroot de zwaartekracht die de vloeistof naar beneden trekt merkbaar de lengte van de naalden.

Ferrofluid is uiterst moeilijk om met hoge kwaliteit te fotograferen. Door zijn zeer scherpe glanzende lichtreflectie en volledige zwartheid in elke tenminste enigszins merkbaar dikke laag (het is trouwens bruin in een zeer dunne laag), blijkt het moeilijk om de randen van de spikes te fotograferen. Maar uiteindelijk kwam ik erachter wat ik moest doen: fotograferen met een sluitertijd van vijf seconden, en gedurende deze tijd met een zaklamp zwaaien, waardoor de egel van verschillende kanten wordt verlicht door de aanhangende ijzervloeistof.

Trouwens, je kunt proberen om met je eigen handen een ferrovloeistof te maken. Aangezien ik het nog niet heb geprobeerd, zal ik niet in details treden, maar als ik daar ben, zal ik zeker opschrijven wat en hoe. De grootste moeilijkheid ligt in de noodzaak om de suspensie te centrifugeren, maar je kunt proberen langs te komen met geïmproviseerde middelen, omdat er nog steeds geen centrifuge is.

Ik wil specifiek vermelden ferrofluïde sculpturen. Dit is waar ik naar zal streven en wat ik uiteindelijk van hem wil krijgen. Een zeer betoverend gezicht, vooral zwevende.

De term "ferrofluïdum" verwijst meestal naar een vloeistof die wordt aangetrokken door een magneet, dat wil zeggen dat deze reageert op een magnetisch veld. Bovendien kan deze vloeistof in sterke magnetische velden zijn vloeibaarheid verliezen en als een vast lichaam worden. Velen hebben van dergelijke stoffen gehoord, maar de meesten beschouwen dergelijke stoffen als exotische en dure hightechproducten, die alleen beschikbaar zijn voor een select aantal gelukkigen. Dit is waar, maar slechts ten dele. Soms is een product van mindere kwaliteit, maar meer dan betaalbaar, gemaakt in een paar minuten letterlijk van afval, voldoende.

"Professionele" magnetische vloeistoffen

Een "professionele" magnetische vloeistof is meestal een colloïdale oplossing van de kleinste deeltjes van een magnetisch materiaal, dat wil zeggen een suspensie van vaste deeltjes in een vloeistof die stabiel is en niet na verloop van tijd bezinkt. Meestal wordt magnetiet (Fe 3 O 4) als magnetisch materiaal gebruikt en de grootte van de deeltjes is meestal van 2 tot 30 nanometer (er zijn echter ook grotere deeltjes - tot 10 micrometer). Om het plakken en bezinken van magnetische deeltjes te voorkomen, worden verschillende soorten oppervlakte-actieve stoffen (surfactants) gebruikt, afhankelijk van het type basisvloeistof dat de basis vormt van de colloïdale oplossing. Op zijn beurt wordt de keuze van de basisvloeistof bepaald door het beoogde doel van het eindproduct en de gewenste reeks eigenschappen (viscositeit, dichtheid, hittebestendigheid, thermische geleidbaarheid, enz.). Naast water zijn de meest populaire basisvloeistoffen voor technische toepassingen kerosine en vloeibare industriële oliën, voor biomedische toepassingen - verschillende soorten organische vloeistoffen.

Vanwege de magnetietdeeltjes zijn ijzerhoudende vloeistoffen meestal ondoorzichtige, dikke zwarte stoffen. Om de viscositeit te verlagen kan de concentratie magnetiet worden verlaagd, maar dit vermindert natuurlijk ook de magnetische eigenschappen van de vloeistof. Het gebruik van andere magnetische vulstoffen in plaats van magnetiet kan de vloeistof een andere kleur geven dan zwart (meestal verschillende tinten geelbruin), maar geen van deze vloeistoffen kan bogen op kristaltransparantie.

De complexiteit van het verkrijgen van "echte" magnetische vloeistoffen is indrukwekkend - voor het mechanisch vermalen van deeltjes tot de gewenste grootte hadden onderzoekers bijvoorbeeld 1000 uur werking van een kogelmolen nodig (1,5 maand zonder pauze!). Andere methoden zijn ook vrij exotisch, bijvoorbeeld het slijpen van deeltjes door de elektrocondensatiemethode is gebaseerd op het creëren van een voltaïsche boog in een vloeistof tussen elektroden die erin zijn ondergedompeld, de opening waartussen wordt gevuld met het te vermalen materiaal. Er zijn ook zuiver chemische methoden, maar ook daar kunnen ze niet zonder herhaald centrifugeren van de reactieproducten. Maar het resultaat mag er zijn: de zo verkregen vloeistoffen kunnen jarenlang hun eigenschappen behouden.

De eenvoudigste chemische methode wordt hier beschreven: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. Een gedetailleerde beschouwing van het probleem vanuit strikt wetenschappelijke standpunten is te vinden op deze site: http://magneticliquid.narod.ru/authority/008.htm.

DIY magnetische vloeistof

Vervaardiging van magnetische vloeistof met chemische middelen

Om dit te doen, moet u over de volgende apparatuur en chemisch glaswerk beschikken.

Apotheekweegschaal met een set gewichten.
Twee kolven (ronde of platte bodem).
Beker.
Filterpapier en trechter.
Een sterk genoeg magneet, bij voorkeur ring (uit de luidspreker).
Een klein (laboratorium) elektrisch fornuis.
Porseleinen glas voor 150-200 ml.
Thermometer met temperatuurmeetbereik tot 100°С.
indicatie papier.
Om een betere ferrovloeistof te verkrijgen, hebt u een kleine tafelcentrifuge nodig (4000 rpm). Met matige vereisten voor het eindproduct, kunt u het echter zonder centrifugeren doen of proberen centrifugeren te vervangen door lang bezinken.

Daarnaast zijn de volgende reagentia vereist.

Zouten van twee- en driewaardig ijzer (chloor FeCl 2, FeCl 3 of sulfaat FeSO 4, Fe 2 (SO 4) 3).
Ammoniak water 25% concentratie (ammoniak).
Natriumzout van oliezuur (oliezuurzeep) als oppervlakteactieve stof. Je kunt oliezuur proberen te vervangen door wasmiddelen met weinig schuimvorming.
Gedistilleerd water. In plaats van gedestilleerd water kunt u water gebruiken dat is gezuiverd via een omgekeerde osmose-installatie (inclusief huishoudwater, maar op voorwaarde dat dit systeem geen "verbeterende" na-patroon heeft die reeds gezuiverd water verrijkt met zouten en micro-elementen). Gezuiverd drinkwater in flessen uit de winkel zal niet werken - het wordt meestal "verbeterd" met verschillende microadditieven; om dezelfde redenen zijn natuurlijke bronnen en artesisch water niet geschikt.

Hier is een samenvatting van deze techniek. De cijfers zijn gegeven per 10 gram van de vaste magnetische fase (magnetiet) in de ferrovloeistof.

De bruinoranje oplossing verandert onmiddellijk in een zwarte suspensie. Voeg wat gedestilleerd water toe en plaats de kolf met het resulterende mengsel een half uur op een permanente magneet.

Voordat u doorgaat met produceren, raad ik u aan om naar de pagina te kijken http://wsyachina.narod.ru/technology/magnetic_liquid.html, dezelfde techniek wordt daar beschreven en aan het einde deelt de auteur van de pagina zijn ervaring. In het bijzonder gebruikte hij de meest voorkomende "Fairy" (afwasmiddel) als oppervlakteactieve stof. Het belangrijkste is om speciale aandacht te besteden aan de veiligheidsaanbevelingen en de nodige zorg te besteden!

Vervaardiging van magnetische vloeistof mechanisch

Ondertussen kan bijna iedereen een vloeistof maken die voor sommige toepassingen heel acceptabel is en reageert op een magnetisch veld - zonder reagentia en in slechts een paar minuten. Nogmaals, ik benadruk - alleen voor sommige toepassingen, en de kwaliteit ervan is beduidend slechter dan die verkregen met chemische middelen. In het bijzonder blijkt de consistentie van het product zodanig te zijn dat het eerder geen "vloeistof", maar een "slurry" kan worden genoemd. Bovendien is de afzettingstijd van magnetische deeltjes vrij kort - meestal van enkele seconden tot enkele minuten. Maar geen chemie en exotische technologieën - alleen zeven en mengen. Trouwens, toen mensen in het midden van de 20e eeuw voor het eerst geïnteresseerd raakten in magnetische vloeistoffen, werden hun allereerste monsters op precies deze manier verkregen.

Om zo'n "magnetische slurry" te maken, hoeft u alleen maar de benodigde hoeveelheid fijn staalvijlsel te verzamelen. Hoe fijner hoe beter, daarom is het meest geschikt het staalstof dat overblijft na het werk van de "slijper" of slijpsteen. Stof wordt opgevangen door een magneet (niet te sterk - niet zozeer om een grote restmagnetisatie te voorkomen, maar zodat het ijzervijlsel er niet zo intens naar neigt en minder niet-magnetisch stof met zich meedraagt). Om vuil en grote fracties eruit te filteren, kan het verzamelde materiaal vervolgens door een doek worden gezeefd (bijvoorbeeld in een stoffen zak worden geplaatst en over een uitgespreide krant worden geschud; opnieuw wordt een magneet iets opzij op de krant geplaatst, dit keer een sterkere magneet is beter, die vangt stalen stofdeeltjes op die door de stof zijn geglipt, en fijn niet-magnetisch vuil vliegt recht langs de magneet naar beneden; grote vuildeeltjes en grote staalvijlsel kunnen niet door de stof gaan en blijven in de zak). Hoe dichter de stof, hoe fijner het gezeefde stof, maar hoe langer het schudden van de zak duurt. Om het proces te mechaniseren, kunt u proberen stofdeeltjes door de stof van de zak te blazen met de uitlaat van een stofzuiger, maar dit vereist al de voorbereiding van apparaten voor het richten, afbuigen en dempen van de luchtstroom die uit de zak komt zak (bijvoorbeeld van lege plastic flessen uit drinkwater, bij voorkeur met een wijde hals en een inhoud van 5-8 liter). Daarom is het de moeite waard om alleen aan de "gemechaniseerde" versie te denken met voldoende grote volumes van het vervaardigde "product", gemeten in liters, en voor enkele grammen magnetische vloeistof, wat voldoende is voor de meeste experimenten en veel praktische toepassingen, dit is waarschijnlijk niet te rechtvaardigen. Natuurlijk zorgt centrifugeren in een vloeistof voor een veel betere scheiding van deeltjes, maar een dichte doek en een stofzuiger zijn in bijna elk huis te vinden, maar om de een of andere reden zijn centrifuges van enkele duizenden omwentelingen per minuut niet zo wijdverbreid. Als het verzamelde stof voldoende schoon en homogeen is en de eisen aan de kwaliteit van de "magnetische slurry" vrij laag zijn, kan zeven helemaal achterwege blijven.

Ik benadruk nogmaals: de staaldeeltjes moeten zo klein mogelijk zijn. Om fijn staalstof te verkrijgen, moet een fijnkorrelige (leppende) slijpschijf worden gebruikt. Als richtlijn kunnen we het volgende aanbieden - met een zorgvuldig onderzoek met het blote oog is het onmogelijk om de vorm van stofdeeltjes te bepalen; op wit papier zien ze eruit als kleine stippen. Als u de vorm en oriëntatie van het zaagsel kunt bepalen, dan is dergelijk zaagsel te groot, het zal zeer snel bezinken en zal bijna onbeweeglijk zijn! Maar zo'n groot zaagsel is handig om in droge vorm te gebruiken om de magnetische veldlijnen te bestuderen. Het criterium moet worden beschouwd als de grootte wanneer de richtingen "langs" en "dwars" te onderscheiden zijn in langwerpig gevormd zaagsel - bij normaal zicht komt dit meestal overeen met maten aan de grootste zijde van 0,05-0,1 mm of meer, d.w.z. dergelijk zaagsel, tenminste een van de afmetingen, is groter dan 50 .. 100 micrometer.

Het geselecteerde staalstof wordt gevuld met een vloeistof die het metaal goed bevochtigt. Dit kan gewoon water zijn - bij voorkeur verzadigd met oppervlakteactieve stoffen, d.w.z. zeep of ander reinigingsmiddel (schuimvorming is hier schadelijk, dus het moet zo klein mogelijk zijn!). Maar om snelle corrosie van ijzerstofdeeltjes te voorkomen, die ze in een paar dagen gewoon kunnen "opeten", is het beter om vloeibare motorolie voor staal te gebruiken. Huishouden is redelijk geschikt - wat wordt gebruikt om naaimachines te smeren. Als alternatief kunt u een remvloeistof gebruiken die zijn eigenschappen over een zeer groot temperatuurbereik behoudt. Houd er echter rekening mee dat de remvloeistof erg hygroscopisch is (hoewel dit hier niet zo belangrijk is), en in een open vat verdampen vluchtige fracties, die geenszins gunstig zijn voor de gezondheid - daarom is het beter om werk ermee in een goed geventileerde ruimte of in de open lucht.

De concentratie staalstof in de vloeistof moet enerzijds niet te hoog zijn, zodat de vloeistof niet te dik en stroperig wordt, en anderzijds niet te laag, anders zal de beweging van magnetische deeltjes niet elk merkbaar vloeistofvolume kunnen meevoeren. Het wordt empirisch geselecteerd door geleidelijk zaagsel aan de vloeistof toe te voegen, grondig te mengen en te controleren met een magneet. Het is beter om een kleine overmaat van de basisvloeistof achter te laten dan om het tekort op te vangen, omdat in het laatste geval de mobiliteit van de resulterende stof zeer merkbaar afneemt.

De mobiliteit van de deeltjes van een dergelijke magnetische vloeistof wordt bepaald door de kracht van het bevochtigen van het metaal met de vloeistof, die de metaaldeeltjes van elkaar "isoleert" en hun relatief vrije beweging verzekert. Oppervlakteactieve stoffen (surfactanten) bevochtigen het oppervlak van stofdeeltjes nog beter, daarom worden ze gebruikt in “professionele” formuleringen. In sterke magnetische velden kan de kracht van wederzijdse aantrekking van deeltjes de kracht van bevochtiging overschrijden, en dan zullen de deeltjes direct met elkaar in contact komen en zal de vloeistof "harden" en zoiets worden als nat zand. De specifieke waarde van de kritische sterkte van het magnetische veld hangt zowel af van de magnetische eigenschappen van het gebruikte metaal als van de kracht waarmee het metaal wordt bevochtigd met de basisvloeistof of oppervlakteactieve stof, evenals van de temperatuur van de vloeistof en de grootte van het metaal. de metaaldeeltjes (grotere "kleven sneller" aan elkaar, omdat ze een kleiner specifiek oppervlak per massa-eenheid hebben; bovendien zakt groot zaagsel gemakkelijk naar de bodem, terwijl vooral kleine stofdeeltjes in suspensie kunnen worden gehouden door de Brownse beweging van de moleculen van de basisvloeistof). Wanneer het magnetische veld wordt verwijderd, zal de mobiliteit van de vloeistof worden hersteld als de resterende magnetisatie niet te groot is.

Ten slotte moet worden gezegd dat de magnetische vloeistof van ijzerstof niet alleen erg dik is, maar ook hoge schurende eigenschappen heeft, dus het is problematisch om het door buizen te pompen, maar het kan gemakkelijk de lagers en werkoppervlakken van de pompen beschadigen pompen (optimaal pomptype is een tandwielverdringerpomp vergelijkbaar met oliepompen in automotoren). De schurende werking wordt aanzienlijk verminderd als de speling tussen onderling bewegende delen minstens anderhalf tot twee keer groter is dan de grootte van de grootste deeltjes. In deze situatie is een paar materialen "hard metaal - duurzaam elastisch plastic" zeer slijtvast. Kunststof moet precies elastisch zijn, zoals hard rubber of fluorkunststof, maar niet zo hard als textoliet of eboniet (en natuurlijk chemisch resistent zijn tegen de basisvloeistof).

In veel gevallen zijn deze kenmerken van de "magnetische vloeistof" echter niet fundamenteel, en veel effecten manifesteren zich daarin op dezelfde manier als in "echte" magnetische vloeistoffen. In het bijzonder drijft een naar de bodem gedrukte magneet, na te zijn losgelaten, met succes naar het midden van de vloeistof, zelfs vele minuten nadat de afzetting van magnetische deeltjes is voltooid (in een bezonken vloeistof kan deze opstijging echter enkele minuten of zelfs uur). Als dezelfde magneet daarentegen op het oppervlak wordt geplaatst, zal deze zinken en opnieuw naar het midden van de vloeistof neigen (meer precies, naar het midden van het gebied dat wordt ingenomen door metaaldeeltjes).

En de laatste opmerking. Licht schudden of kloppen op de wand van het vat verhoogt de mobiliteit van de "slurry" aanzienlijk. Als je geen zin hebt om je handen te schudden, dan is elke bron van zwakke trillingen voldoende - tot aan een subwoofer-luidspreker, waarop je een krachtig laagfrequent signaal moet toepassen (hoewel huisgenoten dat misschien niet zo leuk vinden)! Op zo'n geïmproviseerde "vibratiestandaard" vertoont zelfs bezonken en inactieve "slurry" een goede vloeibaarheid.

Ferrofluid - wat is het en hoe maak je zelf een ferrofluïde?

Het vermogen om kleurenfoto's te maken met behulp van verlichting, echt betoverend voor de waarnemer, onthult een onbekende wereld voor hem.

Hoe te maken en waar wordt ferrovloeistof gebruikt?

Ongelooflijk, dit is visuele fysica, je moet dergelijke experimenten op school aan studenten laten zien en ze kennis laten maken met de wetenschap door middel van visuele experimenten, vooral omdat je zo'n vloeistof thuis kunt maken!

Dat is zeker, we zouden zo'n leraar-chemicus hebben - ik zou geen enkele les overslaan! Ja, ik zou me inschrijven voor een keuzevak en een naschools programma, al was het maar om zulke experimenten en experimenten uit te voeren!

Het ziet er erg mooi uit, in middeleeuws Europa zouden ze hiervoor natuurlijk op de brandstapel zijn verbrand, als een ketter en een tovenaar!

Een ferrovloeistof is een vloeistof die sterk gepolariseerd is in aanwezigheid van een magnetisch veld.

Experimenten met ferrovloeistof

Ferrofluids worden gebruikt bij de vervaardiging van harde schijven. Het wordt aangebracht op de roterende assen van de schijven, waardoor het binnendringen van vuil van buitenaf wordt voorkomen.

VF wordt ook gebruikt in tweeters, om warmte van de spreekspoel te verwijderen en resonantie te onderdrukken.

VF heeft toepassing gevonden in de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie, geneeskunde, optica, elektronica en machinebouw, en nog veel meer.

Hoe maak je ferrofluid thuis?

olie (zonnebloem, machine of andere);
toner voor een laserprinter (de ontwikkelaar moet in de compositie aanwezig zijn).

De ingrediënten moeten worden gemengd om een vloeistof te verkrijgen met een dichtheid die lijkt op zure room.

waarom niet meteen het metaalpoeder gebruiken?

Het gaat niet. Om het effect van "doornen" te bereiken, moet het lichaam in vloeibare toestand zijn.

Sky, geprobeerd met fijn poeder of raad eens?

er zit veel hars in de toner, die op de een of andere manier moet worden gescheiden ... in het algemeen rolt de toner niet!

Niet oke. net de badkamer verpest.

Klas! Je kunt denken aan een vloeistof die op de muziek spat!

de magneet moet op een afstand van 10-20 cm aan de kolom worden bevestigd en luid aanzetten

heb het eindelijk verneukt! tof onderwerp!

Ik heb het deze klas gemaakt)))))

Mijn toner reageert helemaal niet op magneten, wat is er aan de hand?

Blijkbaar heb je een 1-component toner (er zit één plastic in). U moet een toner aanschaffen die een ontwikkelaar (metaalpoeder) bevat

zou moeten proberen

Voeg een opmerking toe Annuleer antwoord

Ferrofluids zijn colloïdale systemen die bestaan uit ferromagnetische of ferrimagnetische deeltjes ter grootte van een nanometer die zijn gesuspendeerd in een dragervloeistof, meestal een organisch oplosmiddel of water. Om de stabiliteit van zo'n vloeistof te waarborgen, worden ferromagnetische deeltjes geassocieerd met een oppervlakte-actieve stof (surfactant), die een beschermend omhulsel om de deeltjes vormt en voorkomt dat ze aan elkaar gaan kleven door van der Waals of magnetische krachten.

Ferrovloeistoffen:

Magnetische vloeistoffen zijn colloïdale oplossingen - stoffen die de eigenschappen hebben van meer dan één toestand van materie. In dit geval zijn de twee toestanden het vaste metaal en de vloeistof waarin het zich bevindt. Dit vermogen om van toestand te veranderen onder invloed van een magnetisch veld maakt het gebruik van ferrovloeistoffen als afdichtingsmiddelen, smeermiddelen mogelijk en kan ook andere toepassingen in toekomstige nano-elektromechanische systemen mogelijk maken.

De eerste manier om magnetische vloeistof te krijgen:

Bijna iedereen kan met zijn eigen handen een vloeistof maken die reageert op een magnetisch veld - zonder reagentia en in slechts een paar minuten . Natuurlijk is de kwaliteit ervan aanzienlijk slechter dan die verkregen met chemische middelen. In het bijzonder blijkt de consistentie van het product zodanig te zijn dat het eerder geen "vloeistof", maar een "slurry" kan worden genoemd. Bovendien is de afzettingstijd van magnetische deeltjes vrij kort - meestal van enkele seconden tot enkele minuten. Maar geen chemie en exotische technologieën, alleen zeven en mengen. Om "magnetische slurry" te maken, hoeft u alleen maar de benodigde hoeveelheid klein staalvijlsel te verzamelen . Hoe fijner hoe beter, daarom is het meest geschikt het staalstof dat overblijft na het werk van de "slijper" of slijpsteen.

Stof wordt opgevangen door een magneet (niet te sterk - niet zozeer om een grote restmagnetisatie te voorkomen, maar zodat het ijzervijlsel er niet zo intens naar neigt en minder niet-magnetisch stof met zich meedraagt).

Om vervolgens vuil en grote fracties eruit te filteren, kan het via een doekje op een krant worden opgevangen. . Hoe dichter de stof, hoe fijner het gezeefde stof, maar hoe langer het schudden van de zak duurt.

Figuur nr. 1 - IJzervijlsel en een magneet

Maar! Om snelle corrosie van ijzerstofdeeltjes te voorkomen, die ze in een paar dagen gewoon kunnen "opeten", is het beter om vloeibare motorolie voor staal te gebruiken. . Huishouden is redelijk geschikt - wat wordt gebruikt om naaimachines te smeren.

De concentratie staalstof in de vloeistof moet enerzijds niet te hoog zijn, zodat de vloeistof niet te dik en stroperig wordt, en anderzijds niet te laag, anders zal de beweging van magnetische deeltjes niet elk merkbaar vloeistofvolume kunnen meevoeren. Het wordt empirisch geselecteerd door geleidelijk zaagsel aan de vloeistof toe te voegen, grondig te mengen en te controleren met een magneet. . Het is beter om een kleine overmaat van de basisvloeistof te verkrijgen dan een tekort, omdat in het laatste geval de mobiliteit van de resulterende stof zeer merkbaar afneemt.

De specifieke waarde van de kritische sterkte van het magnetische veld hangt zowel af van de magnetische eigenschappen van het gebruikte metaal en van de sterkte van de bevochtiging van het metaal met de basisvloeistof of oppervlakteactieve stof, evenals van de temperatuur van de vloeistof en de grootte van de metaaldeeltjes. Wanneer het magnetische veld wordt verwijderd, zal de mobiliteit van de vloeistof worden hersteld als de resterende magnetisatie niet te groot is.

De tweede manier om magnetische vloeistof te maken:

Magnetische vloeistof kan nog eenvoudiger worden gemaakt. Er zijn diëlektrische magnetische toners (DM-toners) voor laserprinters. DM-Toner is een stof die bestaat uit hars en gemagnetiseerd ijzeroxide. In dit geval kunnen oppervlakteactieve stoffen achterwege blijven.

Voor 50 ml magnetische toner moet u 2 eetlepels zeer zuivere plantaardige olie nemen.

Meng de toner grondig met de olie, dat is alles - de magnetische vloeistof is klaar.

P.S.: Ik heb geprobeerd om niet lastige tips duidelijk weer te geven en te beschrijven. Ik hoop dat in ieder geval iets nuttigs voor je zal zijn. Maar dit is niet alles wat je kunt bedenken, dus ga je gang en bestudeer de site

Het is 52 jaar geleden dat NASA-medewerker Steve Papell ferrofluïde uitvond. Hij loste een heel specifiek probleem op: hoe de vloeistof in de brandstoftank van de raket te dwingen het gat te naderen van waaruit de pomp brandstof in de verbrandingskamer pompte onder omstandigheden van gewichtloosheid. Het was toen dat Papell met een niet-triviale oplossing kwam - een soort magnetische substantie aan de brandstof toevoegen om de beweging van brandstof in de tank te regelen met behulp van een externe magneet. Dit is hoe ferrofluïdum werd geboren.

Papel gebruikte magnetiet (Fe 3 O 4) als magnetische substantie, die hij met een speciale technologie dagenlang verbrijzelde (vermalen in een mengsel met oliezuur). Er werd een stabiele colloïdale suspensie verkregen, waarin kleine deeltjes magnetiet van 0,1-0,2 micron stabiel aanwezig waren. Oliezuur in dit systeem speelde de rol van een oppervlaktemodificator, die verhinderde dat magnetietdeeltjes aan elkaar plakten. Octrooi S. Papella US 3215572 A (Lage viscositeit magnetische vloeistof verkregen door de colloïdale suspensie van magnetische deeltjes) is open en kan op internet worden bekeken. De klassieke samenstelling van een ferrovloeistof is 5% (per volume) magnetische deeltjes, 10% van een oppervlaktemodificator (oliezuur, citroenzuur of polyacrylzuur, enz.). De rest is een organisch oplosmiddel, inclusief vloeibare oliën.

De belangstelling voor magnetische vloeistoffen is de afgelopen jaren weer nieuw leven ingeblazen en tegenwoordig hebben ze al veel toepassingen gevonden. Als een dergelijke vloeistof op een neodymiummagneet wordt aangebracht, dan zal de magneet met minimale weerstand over het oppervlak glijden, dat wil zeggen dat de wrijving sterk afneemt. Op basis van ferromagnetische vloeistof worden in de Verenigde Staten radarabsorberende coatings gemaakt voor vliegtuigen. En de makers van de beroemde Ferrari gebruiken magnetorheologische vloeistof in de ophanging van een auto: door een magneet te manipuleren kan de bestuurder de ophanging op elk moment stijver of zachter maken. En dit zijn nog maar een paar voorbeelden.

Magnetische vloeistof is een geweldig materiaal. Het is de moeite waard om het in een magnetisch veld te plaatsen, omdat afzonderlijke magnetische deeltjes worden gecombineerd en opgesteld langs de veldlijnen van kracht, en veranderen in een volledig vaste substantie. Tegenwoordig worden goocheltrucs met magnetische vloeistof, die, wanneer ze in contact komen met een magneet, in egels of cactussen veranderen, onberispelijk in termen van symmetrie, getoond in veel amusementsprogramma's. Natuurlijk kun je ferrofluid kopen, maar het is veel interessanter om het zelf te maken.

We schreven over hoe je een zelfhardende magnetische vloeistof kunt krijgen, waarmee je de structuren gevormd door magnetische deeltjes onder een microscoop kunt onderzoeken (Chemistry and Life, 2015, nr. 11.) En hier is nog een recept voor een zelfgemaakte ferromagnetische vloeistof . Neem 50 ml laserprintertoner. Dit poeder bestaat voor minimaal 40% uit magnetiet, waarvan de deeltjesgrootte 10 nanometer of minder is. De toner bevat ook noodzakelijkerwijs een oppervlaktemodificator zodat de nanodeeltjes niet aan elkaar plakken. Voeg aan 50 ml toner 30 ml plantaardige olie (twee eetlepels) toe en meng grondig, zonder tijd voor dit proces te sparen. Je krijgt een zwarte homogene vloeistof, vergelijkbaar met zure room. Giet het nu in een platte glazen bak met zijkanten zodat de laagdikte minimaal een centimeter is. Breng een magneet onder de bodem van de container en op deze plek verschijnt er meteen een harde egel in de vloeistof. Het kan worden verplaatst met een magneet. Als je de magneet naar het oppervlak van de vloeistof of naar de zijkant brengt, zal de vloeistof letterlijk naar de magneet springen, dus wees voorzichtig. Om dit probleem te voorkomen, kunt u de magnetische vloeistof in een kleine glazen erlenmeyer doen en deze voor de helft of iets minder vullen. Kantel de kolf zodat er zich een laag vloeistof langs de wand vormt en houd de magneet dicht bij het glas.

Het succes hangt af van de sterkte van de magneet (je kunt een kleine neodymiummagneet kopen in de winkel) en de kwaliteit van de toner. In dat laatste geval moet je er zeker van zijn dat er magneetpoeder in zit.