Ferrofluid. DIY ferrofluid na cartridge laser printer Jinsi ya kufanya sumaku kioevu nyumbani

Kwa mtu ambaye yuko mbali na uvumbuzi wa kisayansi, ambaye alisema kwaheri kwa fizikia au kemia shuleni, mambo mengi yanaonekana kuwa ya kawaida. Kutumia katika maisha ya kila siku, kwa mfano, vifaa vya umeme, hatufikiri jinsi wanavyofanya kazi hasa, kuchukua faida za ustaarabu kwa urahisi. Lakini linapokuja suala la kitu ambacho kinapita zaidi ya mtazamo wa kila siku, hata watu wazima wanashangaa, kama watoto, na kuanza kuamini miujiza.

Jinsi gani, badala ya uchawi, mtu anaweza kuelezea uzushi wa kuonekana kwa takwimu tatu-dimensional, maua na piramidi, picha za kichawi ambazo hubadilisha kila mmoja kutoka kwa kioevu kinachoonekana cha kawaida? Lakini sio uchawi, sayansi inatoa mantiki kwa kile kinachotokea.

Ferrofluid ni nini?

Tunazungumza juu ya ferrofluid - mfumo wa colloidal unaojumuisha maji au kutengenezea kikaboni kilicho na chembe ndogo zaidi za magnetite, na nyenzo yoyote iliyo na chuma. Vipimo vyao ni ndogo sana hata ni vigumu kufikiria: ni nyembamba mara kumi kuliko nywele za binadamu! Viashiria vile vya microscopic vya ukubwa huwawezesha kusambazwa sawasawa katika kutengenezea kwa kutumia mwendo wa joto.

Kwa wakati huu, wakati hakuna ushawishi wa nje, kioevu ni utulivu, kinachofanana na kioo. Lakini mtu anapaswa kuleta shamba la sumaku iliyoelekezwa kwa "kioo" hiki na inakuja maishani, ikionyesha mtazamaji picha za sura tatu za kushangaza: maua ya kichawi hua, takwimu zinazohamia hukua juu ya uso, kubadilisha chini ya ushawishi wa shamba.

Kulingana na nguvu na mwelekeo wa uwanja wa sumaku, picha hubadilika mbele ya macho yetu - kutoka kwa nuru, viwimbi visivyoonekana ambavyo vinaonekana kwenye uso wa kioevu, kupitia sindano na vilele vinavyobadilisha ukali na mteremko na kukua kuwa maua na miti.

Uwezo wa kuunda picha za rangi kwa msaada wa kuangaza, kumshangaza mwangalizi, hufunua ulimwengu usiojulikana mbele yake.

Kwa bahati mbaya, chembe za chuma, ingawa zinaitwa ferromagnetic, sio ferromagnetic kwa maana kamili, kwani haziwezi kuhifadhi sura inayotokana baada ya kutoweka kwa uwanja wa sumaku. Kwa sababu hawana magnetization yao wenyewe. Katika suala hili, matumizi ya ugunduzi huu, ambayo, kwa njia, sio mpya kabisa - ilifanywa na Marekani Rosenzweig nyuma katikati ya karne iliyopita, haijapata matumizi makubwa.

Jinsi ya kutengeneza na wapi ferrofluid inatumika?

Ferrofluids hutumiwa katika umeme, katika sekta ya magari, na ningependa kuamini kwamba matumizi yao yaliyoenea sio mbali, na kwa maendeleo ya nanoteknolojia, yatatumika sana. Wakati huo huo, hii ni ya kufurahisha zaidi kwa umma unaovutia, iliyoharibiwa na aina mbalimbali za miwani.

Picha za pande tatu hukufanya uzifuate kwa pumzi iliyotulia, shaka ikiwa hii ni montage, na utafute maelezo ya kile kinachotokea, angalau kwenye Mtandao. Nani anajua, labda mvulana mdogo, ambaye leo anaangalia rangi na takwimu za chuma "hai" na mdomo wake wazi, kesho atapata maombi mapya ya jambo hili, na kufanya mapinduzi katika sayansi na teknolojia. Lakini hii ni kesho, lakini kwa sasa - tazama na ufurahie!

Ferrofluid, yuko maji ya sumaku- mkanganyiko wa ajabu sana na wa kushangaza. Niliiona kwa mara ya kwanza kama miaka kumi iliyopita, katika Jumba la Makumbusho la Sayansi na Teknolojia la Paris, ambapo moja ya maonyesho yalikuwa chombo cha kioo kilichofungwa kwa nguvu na kioevu cheusi cheusi ndani. Karibu kuweka jozi ya sumaku. Walipoletwa ndani ya chombo, kioevu kilijibu, kikipanda kama hedgehog na kutengeneza picha ya aina ya kutisha ya spikes kurudia umbo la sumaku. Pia kulikuwa na maelezo mafupi ya ni nini na inaliwa na nini. Kisha nikajifunza jina hili - ferrofluid. Kwa kweli, alitamani sana, lakini basi hakukuwa na maoni yoyote ya kuipata, hakuna fursa za hii. Na sasa, miaka kumi baadaye ...

Ferrofluid, kwa kweli, ni kusimamishwa kwa nanoparticles ya ferromagnet (kawaida magnetite), karibu nm 10 kwa ukubwa (mara chache kubwa), iliyochanganywa katika surfactant (kiyeyushi cha kikaboni kama vile asidi ya oleic, au maji), ambayo huunda aina ya filamu karibu na nanoparticles, usiwaruhusu kuteleza. Chini ya ushawishi wa shamba la sumaku, chembe hujipanga kwenye mistari yake, na kutengeneza sindano hizi za tabia. Kimsingi, hakuna uwezekano kwamba nitaweza kuelezea sifa za ferrofluid bora kuliko katika Wiki, kwa hivyo ninatuma wale ambao wanataka kujua nadharia zaidi huko.

Nilipata jar iliyohifadhiwa niliyokuwa nikitafuta kwenye Ebee, pamoja na vitu vingine vingi. Lebo ya bei haikuwa ya kutia moyo sana, lakini hakukuwa na njia mbadala (kwa njia, ni ghali mara nne kwenye supermagnete.de), kwa hivyo nililazimika kuagiza. Na sasa, mwezi mmoja baadaye, hatimaye nina jar. Wakia 8 za ujinga huo mweusi wa ajabu.
Jambo la kwanza ambalo liligunduliwa ni kwamba alikuwa mchafu sana. Ikiwa tone la ferrofluid litaingia kwenye nguo za rangi nyepesi, doa hili halitaondolewa na CHOCHOTE. Na ni sana, kuhitajika sana kuvaa kinga wakati wa kufanya kazi naye. Pili, anachuruzika kwa fujo. Matone yalipatikana katika sehemu zisizotabirika zaidi. Na ya tatu - kwa sababu ya mchanganyiko wa mali mbili za kwanza za jar hii, itaendelea kwa muda mfupi sana 🙁

Kwa kweli, kama ilivyotokea baada ya majaribio kadhaa, ili kupata mifumo ya kupendeza ya usambazaji wa chembe, inahitajika kuwa na sumaku-umeme zenye nguvu na takwimu zilizo na sura ngumu ya makali (kama vile kuchimba visima, gia, nk), na kwa njia nzuri. kwa njia ambayo sumaku-umeme lazima ijeruhusiwe kwenye kitu hiki hiki. Burudani zilizo na sumaku za kudumu zinatamani sana, lakini, kwanza, sumaku zangu ni dhaifu kwa kupata picha kubwa, na pili, hii ni burudani kwa kama dakika tano, kwani tabia ya kioevu inageuka kuwa ya kupendeza.

Walakini, hadi sasa tumeweza kupata chaguo la rangi zaidi au chini ya kutumia sumaku za kudumu na ferrofluid: unahitaji kuleta sumaku sio kutoka chini, lakini kutoka juu (kwa kweli, kupitia safu ya glasi au plastiki). na kisha unaweza kuchunguza jinsi safu inakua kutoka katikati ya bakuli na ferrofluid , na kioo chini ya sumaku huanza kupiga na sindano za kioevu kinachozunguka. Kwa kuongezea, nguvu ya uvutano inayovuta kioevu chini huongeza urefu wa sindano.

Ferrofluid ni ngumu sana kupiga picha kwa ubora wa juu. Kwa sababu ya mwonekano wake mkali wa kung'aa wa mwanga na weusi kamili katika safu yoyote nene inayoonekana (kwa njia, ni kahawia kwenye safu nyembamba sana), inageuka kuwa ngumu kupiga picha kwenye mipaka ya spikes. Lakini mwishowe, nilifikiria nini cha kufanya: risasi na kasi ya shutter ya sekunde tano, na wakati huu kutikisa tochi, ikimulika hedgehog kutoka kwa ferrofluid inayoambatana kutoka pande tofauti.

Kwa njia, unaweza kujaribu kufanya ferrofluid kwa mikono yako mwenyewe. Kwa kuwa sijajaribu bado, sitaenda kwa maelezo, lakini nitakapofika huko, hakika nitaandika nini na jinsi gani. Shida kuu iko katika hitaji la kusimamisha kusimamishwa, lakini unaweza kujaribu kupita kwa njia zilizoboreshwa, kwa sababu bado hakuna centrifuge.

Ningependa kutaja hasa sanamu za ferrofluid. Hili ndilo nitakalojitahidi na ninachotaka kupata kutoka kwake mwisho. Mtazamo wa kuroga sana, haswa wa kuhama.

Neno "ferrofluid" kwa kawaida hurejelea umajimaji unaovutwa na sumaku, yaani, humenyuka kwenye uwanja wa sumaku. Kwa kuongezea, katika uwanja wenye nguvu wa sumaku, kioevu hiki kinaweza kupoteza maji yake, kuwa kama mwili dhabiti. Wengi wamesikia juu ya vitu kama hivyo, lakini wengi huona vitu kama hivyo kuwa bidhaa za kigeni na za gharama kubwa za hali ya juu, zinapatikana tu kwa wachache waliobahatika. Hii ni kweli, lakini kwa sehemu tu. Wakati mwingine ubora wa chini, lakini zaidi ya bidhaa ya bei nafuu, iliyofanywa kwa dakika chache halisi kutoka kwa takataka, ni ya kutosha.

"Mtaalamu" maji ya sumaku

Maji ya sumaku ya "Mtaalamu" kawaida ni suluhisho la colloidal la chembe ndogo zaidi za nyenzo za sumaku, ambayo ni, kusimamishwa kwa chembe ngumu kwenye kioevu ambacho ni thabiti na haitulii kwa wakati. Mara nyingi, magnetite (Fe 3 O 4) hutumiwa kama nyenzo ya sumaku, na saizi ya chembe zake kawaida ni kutoka nanomita 2 hadi 30 (hata hivyo, kuna pia kutajwa kwa chembe kubwa - hadi mikromita 10). Ili kuzuia kushikamana na kutulia kwa chembe za sumaku, aina mbalimbali za vitu vinavyofanya kazi kwenye uso (surfactants) hutumiwa, kulingana na aina ya kioevu cha msingi ambacho hufanya msingi wa ufumbuzi wa colloidal. Kwa upande wake, uchaguzi wa maji ya msingi imedhamiriwa na madhumuni yaliyokusudiwa ya bidhaa ya kumaliza na seti inayotaka ya mali zake (mnato, wiani, upinzani wa joto, conductivity ya mafuta, nk). Mbali na maji, maji maarufu ya msingi kwa matumizi ya kiufundi ni mafuta ya taa na kioevu ya kiufundi ya mafuta, kwa matumizi ya matibabu - aina mbalimbali za vinywaji vya kikaboni.

Kwa sababu ya chembe za magnetite, maji ya feri ni kawaida opaque, dutu nyeusi nene. Ili kupunguza viscosity, mkusanyiko wa magnetite unaweza kupunguzwa, lakini hii, bila shaka, pia inapunguza mali ya magnetic ya kioevu. Matumizi ya vichungi vingine vya sumaku badala ya magnetite inaweza kutoa kioevu rangi tofauti na nyeusi (kawaida vivuli tofauti vya hudhurungi), lakini hakuna kioevu hiki kinaweza kujivunia uwazi wa fuwele.

Ugumu wa kupata "halisi" maji ya sumaku ni ya kuvutia - kwa mfano, kwa kusaga mitambo ya chembe kwa saizi inayotaka, wajaribu walihitaji masaa 1000 ya operesheni ya kinu ya mpira (miezi 1.5 bila mapumziko!). Njia nyingine pia ni za kigeni kabisa, kwa mfano, kusaga kwa chembe kwa njia ya electrocondensation ni msingi wa kuundwa kwa arc voltaic katika kioevu kati ya electrodes iliyoingizwa ndani yake, pengo kati ya ambayo ni kujazwa na nyenzo kuwa chini. Pia kuna njia za kemikali, hata hivyo, hata huko haziwezi kufanya bila uboreshaji wa mara kwa mara wa bidhaa za majibu. Lakini matokeo ni ya thamani yake: vinywaji vilivyopatikana kwa njia hii vinaweza kuhifadhi mali zao kwa miaka mingi.

Njia rahisi zaidi ya kemikali imeelezwa hapa: http://nauka.relis.ru/34/0211/34211036.htm. Kuzingatia kwa kina tatizo kutoka kwa nafasi kali za kisayansi kunaweza kupatikana kwenye tovuti hii: http://magneticliquid.narod.ru/authority/008.htm.

Maji ya sumaku ya DIY

Utengenezaji wa maji ya sumaku kwa njia za kemikali

Kwa kufanya hivyo, lazima uwe na vifaa vifuatavyo na glassware za kemikali.

Mizani ya maduka ya dawa na seti ya uzani.
Flasks mbili (pande zote au chini ya gorofa).
Biaker.
Chuja karatasi na funeli.
Sumaku yenye nguvu ya kutosha, ikiwezekana pete (kutoka kwa msemaji).
Jiko dogo (la maabara) la umeme.
Kioo cha porcelaini kwa 150-200 ml.
Kipima joto na kipimo cha joto hadi 100 ° С.
karatasi ya kiashiria.
Ili kupata ferrofluid bora, utahitaji centrifuge ndogo ya benchi (4000 rpm). Walakini, kwa mahitaji ya wastani ya bidhaa ya mwisho, unaweza kufanya bila centrifugation au jaribu kuchukua nafasi ya centrifugation na kutulia kwa muda mrefu.

Kwa kuongeza, reagents zifuatazo zinahitajika.

Chumvi za chuma mbili na trivalent (klorini FeCl 2, FeCl 3 au sulfate FeSO 4, Fe 2 (SO 4) 3).
Maji ya Amonia 25% ukolezi (amonia).
Chumvi ya sodiamu ya asidi ya oleic (sabuni ya oleic) kama surfactant. Unaweza kujaribu kuchukua nafasi ya asidi ya oleic na sabuni na povu ya chini.
Maji yaliyosafishwa. Badala ya maji yaliyotengenezwa, unaweza kutumia maji yaliyotakaswa kupitia mfumo wa reverse osmosis (ikiwa ni pamoja na maji ya kaya, lakini mradi mfumo huu hauna "kuboresha" baada ya cartridge ambayo huimarisha maji yaliyotakaswa tayari na chumvi na microelements). Maji ya kunywa yaliyosafishwa kwenye chupa kutoka kwenye duka hayatafanya kazi - kawaida "huboreshwa" na viongeza vidogo vingi; kwa sababu sawa, chemchemi ya asili na maji ya sanaa haifai.

Hapa kuna muhtasari wa mbinu hii. Takwimu hutolewa kwa gramu 10 za awamu ya magnetic imara (magnetite) katika ferrofluid.

Suluhisho la hudhurungi-machungwa litageuka mara moja kuwa kusimamishwa nyeusi. Ongeza maji yaliyotengenezwa na kuweka chupa na mchanganyiko unaozalishwa kwenye sumaku ya kudumu kwa nusu saa.

Kabla ya kuanza utengenezaji, nakushauri uangalie ukurasa http://wsyachina.narod.ru/technology/magnetic_liquid.html, mbinu hiyo hiyo inaelezewa hapo, na mwisho mwandishi wa ukurasa anashiriki uzoefu wake. Hasa, alitumia "Fairy" ya kawaida (kioevu cha kuosha vyombo) kama surfactant. Jambo kuu ni kulipa kipaumbele maalum kwa mapendekezo ya usalama na kuchukua huduma muhimu!

Utengenezaji wa maji ya sumaku kimitambo

Wakati huo huo, kila mtu anaweza kutengeneza kioevu ambacho kinakubalika kwa matumizi fulani na humenyuka kwa uwanja wa sumaku - bila vitendanishi vyovyote na kwa dakika chache tu. Kwa mara nyingine tena, ninasisitiza - kwa ajili tu baadhi maombi, na ubora wake ni mbaya zaidi kuliko ule unaopatikana kwa njia za kemikali. Hasa, msimamo wa bidhaa unageuka kuwa hivyo kwamba inaweza kuitwa sio "kioevu", lakini "slurry". Zaidi ya hayo, wakati wa utuaji wa chembe za sumaku ni mfupi sana - kawaida kutoka sekunde kadhaa hadi dakika kadhaa. Lakini hakuna kemia na teknolojia za kigeni - kuchuja tu na kuchanganya. Kwa njia, wakati watu walipoanza kupendezwa na maji ya sumaku katikati ya karne ya 20, sampuli zao za kwanza zilipatikana kwa njia hii.

Ili kufanya "slurry magnetic" vile, unahitaji tu kukusanya kiasi kinachohitajika cha filings nzuri za chuma. Bora zaidi, kwa hiyo inafaa zaidi ni vumbi la chuma lililobaki baada ya kazi ya "grinder" au jiwe la kusaga. Vumbi hukusanywa na sumaku (sio kali sana - sio sana kuzuia sumaku kubwa ya mabaki, lakini ili vichungi vya chuma havielekei kwa ukali na kubeba vumbi kidogo visivyo na sumaku pamoja nao). Kisha, ili kuchuja uchafu na sehemu kubwa, zilizokusanywa zinaweza kupepetwa kupitia kitambaa (sema, kuwekwa kwenye begi la kitambaa na kutikiswa juu ya gazeti lililoenea; sumaku huwekwa tena kwenye gazeti kidogo kando, wakati huu. sumaku yenye nguvu zaidi ni bora zaidi, ambayo hunasa chembe za vumbi za chuma ambazo zimeteleza kupitia kitambaa, na uchafu mwembamba usio na sumaku huruka moja kwa moja chini ya sumaku; chembe kubwa za uchafu na vichungi vikubwa vya chuma haviwezi kupita kwenye kitambaa na kubaki ndani ya pochi). Kitambaa cha mnene, vumbi vyema zaidi itakuwa, lakini itachukua muda mrefu kuitingisha mfuko. Ili kurekebisha mchakato huo, unaweza kujaribu kupiga chembe za vumbi kupitia kitambaa cha begi na kutolea nje kwa kisafishaji cha utupu, lakini hii tayari itahitaji utayarishaji wa vifaa vya kuelekeza, kupotosha na kupunguza mkondo wa hewa ambao umetoka nje. mfuko (sema, kutoka chupa tupu za plastiki kutoka kwa maji ya kunywa, ikiwezekana kwa shingo pana na kiasi cha lita 5-8). Kwa hivyo, inafaa kufikiria juu ya toleo la "mechanized" tu na idadi kubwa ya "bidhaa" iliyotengenezwa, iliyopimwa kwa lita, na kwa gramu kadhaa za maji ya sumaku, ambayo yanatosha kwa majaribio mengi na matumizi mengi ya vitendo, hii ni. haiwezekani kuhesabiwa haki. Kwa kweli, centrifuging katika kioevu itatoa utengano bora zaidi wa chembe, lakini kitambaa mnene na kisafishaji cha utupu kinaweza kupatikana karibu kila nyumba, lakini kwa sababu fulani centrifuges ya mapinduzi elfu kadhaa kwa dakika haijaenea sana. Ikiwa vumbi lililokusanywa ni safi vya kutosha na sawa, na mahitaji ya ubora wa "slurry ya sumaku" ni ya chini kabisa, basi sifting inaweza kuachwa kabisa.

Ninasisitiza mara nyingine tena - chembe za chuma zinapaswa kuwa ndogo iwezekanavyo. Ili kupata vumbi vyema vya chuma, gurudumu la kusaga vyema (lapping) linapaswa kutumika. Kama mwongozo, tunaweza kutoa zifuatazo - kwa uchunguzi wa makini na jicho uchi, haiwezekani kuamua sura ya chembe za vumbi, kwenye karatasi nyeupe zinaonekana kama dots ndogo. Ikiwa unaweza kuamua sura na mwelekeo wa vumbi la mbao, basi machujo kama hayo ni makubwa sana, yatatua haraka sana na yatakuwa karibu immobile! Lakini vumbi kubwa kama hilo ni rahisi kutumia katika fomu kavu kusoma mistari ya shamba la sumaku. Kigezo kinapaswa kuzingatiwa saizi wakati maelekezo "pamoja" na "hela" yanatofautishwa katika machujo ya umbo la mviringo - na maono ya kawaida, hii kawaida inalingana na saizi kwa upande mkubwa wa 0.05-0.1 mm au zaidi, i.e. vumbi la mbao vile, angalau moja ya vipimo, ni kubwa kuliko 50 .. 100 micrometers.

Vumbi la chuma lililochaguliwa linajazwa na kioevu ambacho hupunguza chuma vizuri. Hii inaweza kuwa maji ya kawaida - ikiwezekana kujazwa na viboreshaji, i.e. sabuni au sabuni nyingine (kutoa povu ni hatari hapa, kwa hivyo inapaswa kuwa ndogo iwezekanavyo!). Lakini ili kuzuia kutu ya haraka ya chembe za vumbi za chuma, ambazo zinaweza "kula" kwa siku chache, ni bora kutumia mafuta ya injini ya kioevu kwa chuma. Kaya inafaa kabisa - ni nini kinachotumiwa kulainisha mashine za kushona. Vinginevyo, unaweza kutumia kiowevu cha breki ambacho huhifadhi sifa zake juu ya anuwai kubwa ya joto. Walakini, ikumbukwe kwamba giligili ya breki ni ya hygroscopic (ingawa hii sio muhimu sana hapa), na kwenye chombo wazi, sehemu zenye tete huvukiza kutoka kwake, ambazo hazina faida yoyote kwa afya - kwa hivyo, ni bora fanya kazi nayo katika eneo lenye hewa ya kutosha au kwenye hewa ya wazi.

Mkusanyiko wa vumbi vya chuma kwenye kioevu lazima iwe, kwa upande mmoja, sio juu sana, ili kioevu kisizidi kuwa nene na viscous, na kwa upande mwingine, si chini sana, vinginevyo harakati za chembe za magnetic hazitakuwa. kuwa na uwezo wa kuingiza kiasi chochote cha kioevu kinachoonekana. Inachaguliwa kwa nguvu kwa kuongeza polepole vumbi kwenye kioevu, kuchanganya kabisa na kuangalia na sumaku. Ni bora kuacha ziada kidogo ya kioevu cha msingi kuliko kupokea upungufu wake, kwani katika kesi ya mwisho uhamaji wa dutu inayosababishwa hupungua sana.

Uhamaji wa chembe za giligili kama hiyo ya sumaku imedhamiriwa na ukubwa wa nguvu ya kuyeyusha chuma na kioevu, ambayo "hutenganisha" chembe za chuma kutoka kwa kila mmoja na kuhakikisha harakati zao za bure. Wasaidizi (surfactants) hunyunyiza uso wa chembe za vumbi bora zaidi, ndiyo sababu hutumiwa katika uundaji wa "mtaalamu". Katika uwanja wenye nguvu wa sumaku, nguvu ya mvuto wa chembe zinaweza kuzidi nguvu ya kuyeyusha, na kisha chembe zitaanza kuwasiliana moja kwa moja, na kioevu "kitaimarisha", na kuwa kitu kama mchanga wa mvua. Thamani maalum ya nguvu muhimu ya uwanja wa sumaku inategemea sifa za sumaku za chuma kilichotumiwa, na juu ya nguvu ya kuyeyusha chuma na kioevu cha msingi au surfactant, na pia juu ya joto la kioevu na saizi ya sumaku. chembe za chuma (kubwa zaidi "hushikamana" haraka, kwa kuwa zina eneo ndogo maalum la uso kwa kila misa ya kitengo; kwa kuongezea, machujo ya mbao hukaa chini kwa urahisi, wakati chembe ndogo za vumbi zinaweza kudumishwa kwa kusimamishwa na harakati za Brownian. molekuli za kioevu cha msingi). Wakati uwanja wa sumaku unapoondolewa, uhamaji wa kioevu utarejeshwa ikiwa sumaku iliyobaki sio kubwa sana.

Hatimaye, ni lazima kusema kwamba ferrofluid kutoka kwa vumbi la chuma sio tu nene sana, lakini pia ina mali ya juu ya abrasive, hivyo ni tatizo kuisukuma kupitia zilizopo yoyote, lakini inaweza kuharibu kwa urahisi fani na nyuso za kazi za pampu za kusukuma. ni (aina bora ya pampu ni pampu ya kuhamisha gia sawa na pampu za mafuta kwenye injini za gari). Hatua ya abrasive imepunguzwa kwa kiasi kikubwa ikiwa kibali kati ya sehemu zinazohamia zinazidi ukubwa wa chembe kubwa kwa angalau moja na nusu hadi mara mbili. Katika hali hii, jozi ya vifaa "chuma ngumu - plastiki ya kudumu ya elastic" ni sugu sana kuvaa. Plastiki lazima iwe nyororo haswa, kama mpira ngumu au fluoroplastic, lakini sio ngumu kama maandishi au ebonite (na, bila shaka, iwe sugu kwa kemikali kwa umajimaji wa msingi).

Walakini, katika hali nyingi sifa hizi za "giligili ya sumaku" sio msingi, na athari nyingi zinaonyeshwa ndani yake kwa njia sawa na katika maji "halisi" ya sumaku. Hasa, sumaku iliyoshinikizwa chini, baada ya kutolewa, inaelea kwa mafanikio katikati ya kioevu hata dakika nyingi baada ya kukamilika kwa uwekaji wa chembe za sumaku (hata hivyo, katika kioevu kilichowekwa, upandaji huu unaweza kudumu dakika kadhaa au hata. masaa). Ikiwa sumaku sawa, kinyume chake, imewekwa juu ya uso, basi itazama, tena inaelekea katikati ya kioevu (zaidi kwa usahihi, katikati ya eneo lililochukuliwa na chembe za chuma).

Na maoni ya mwisho. Kutetemeka kwa mwanga au kugonga kwenye ukuta wa chombo huongeza sana uhamaji wa "slurry". Ikiwa haujisikii kutikisa mikono yako, basi chanzo chochote cha mtetemo dhaifu kitafanya - hadi spika ya subwoofer, ambayo unahitaji kutumia ishara yenye nguvu ya masafa ya chini (ingawa watu wa nyumbani wanaweza wasiipende sana)! Juu ya "kusimama vibration" vile impromptu, hata makazi na inaktiv "slurry" inaonyesha fluidity nzuri. ♦

Ferrofluid - ni nini na jinsi ya kutengeneza ferrofluid mwenyewe

Uwezo wa kuunda picha za rangi kwa msaada wa kuangaza, kumshangaza mwangalizi, hufunua ulimwengu usiojulikana mbele yake.

Jinsi ya kutengeneza na wapi ferrofluid inatumika?

Jambo la kushangaza, hii ni fizikia ya kuona, unahitaji kuonyesha majaribio kama haya shuleni kwa wanafunzi, kuwatambulisha kwa sayansi kupitia majaribio ya kuona, haswa kwani unaweza kutengeneza kioevu kama hicho nyumbani!

Hiyo ni kwa hakika, tungekuwa na mwalimu-kemia kama huyo - singeruka somo moja! Ndio, ningejiandikisha kwa programu ya kuchaguliwa na ya baada ya shule, ikiwa tu kufanya majaribio na majaribio kama haya!

Inaonekana ni nzuri sana, katika Ulaya ya zama za kati kwa hili ni wazi wangechomwa motoni, kama mzushi na mchawi!

Ferrofluid ni kioevu kilichowekwa kwa nguvu mbele ya uwanja wa sumaku.

Majaribio ya ferrofluid

Ferrofluids hutumiwa katika utengenezaji wa anatoa ngumu. Inatumika kwa axles zinazozunguka za diski, na hivyo kuzuia ingress ya uchafu kutoka nje.

VF pia hutumiwa katika tweeters, kuondoa joto kutoka kwa sauti ya sauti na kukandamiza sauti.

VF imepata matumizi katika tasnia ya anga na ulinzi, dawa, macho, vifaa vya elektroniki na uhandisi wa mitambo, na mengi zaidi.

Jinsi ya kutengeneza ferrofluid nyumbani

mafuta (alizeti, mashine au nyingine yoyote);
toner kwa printer laser (msanidi lazima awepo katika utungaji).

Viungo lazima vikichanganywa, kupata kioevu katika wiani unaofanana na cream ya sour.

kwa nini usitumie unga wa chuma mara moja?

Si kwenda. Ili kufikia athari za "miiba", unahitaji mwili kuwa katika hali ya kioevu.

Sky, ulijaribu na unga laini au nadhani?

kuna resin nyingi katika toner, ambayo itabidi kutengwa kwa namna fulani ... kwa ujumla, toner haina roll!

Si sawa. tu wameharibu bafuni.

Darasa! Unaweza kufikiria juu ya sauti ya kioevu kwenye muziki!

sumaku lazima iunganishwe kwenye safu kwa umbali wa cm 10-20 na kuiwasha kwa sauti kubwa.

hatimaye ilichanganyikiwa! mada nzuri!

Nilifanya darasa hili)))))

Tona yangu haijibu hata kidogo kwa sumaku, kuna nini?

Inaonekana una toner ya sehemu moja (kuna plastiki moja ndani yake). Ni muhimu kununua toner ambayo ina mtengenezaji (poda ya chuma)

inapaswa kujaribu

Ongeza maoni Ghairi jibu

Ferrofluids ni mifumo ya colloidal inayojumuisha chembe za feri au ferromagnetic za ukubwa wa nanometa ambazo zimesimamishwa kwenye kioevu cha carrier, ambacho kwa kawaida ni kiyeyusho cha kikaboni au maji. Ili kuhakikisha uthabiti wa kioevu kama hicho, chembe za ferromagnetic zinahusishwa na dutu inayofanya kazi kwenye uso (surfactant), ambayo huunda ganda la kinga kuzunguka chembe na kuzizuia kushikamana kwa sababu ya van der Waals au nguvu za sumaku.

Ferrofluids:

Maji ya sumaku ni suluhisho la colloidal - vitu ambavyo vina mali ya hali zaidi ya moja ya suala. Katika kesi hiyo, majimbo mawili ni chuma imara na kioevu ambacho kina. Uwezo huu wa kubadilisha hali chini ya ushawishi wa uwanja wa sumaku huruhusu matumizi ya ferrofluids kama vifungashio, vilainishi, na pia inaweza kufungua programu zingine katika mifumo ya nanoelectromechanical ya baadaye.

Njia ya kwanza ya kupata maji ya sumaku:

Karibu kila mtu anaweza kutengeneza kioevu ambacho humenyuka kwa shamba la sumaku kwa mikono yao wenyewe - bila vitendanishi yoyote na kwa dakika chache tu. . Kwa kweli, ubora wake ni mbaya zaidi kuliko ule unaopatikana kwa njia za kemikali. Hasa, msimamo wa bidhaa unageuka kuwa hivyo kwamba inaweza kuitwa sio "kioevu", lakini "slurry". Zaidi ya hayo, wakati wa utuaji wa chembe za sumaku ni mfupi sana - kawaida kutoka sekunde kadhaa hadi dakika kadhaa. Lakini hakuna kemia na teknolojia za kigeni, kuchuja tu na kuchanganya. Ili kufanya "magnetic slurry", unahitaji tu kukusanya kiasi kinachohitajika cha filings ndogo za chuma . Bora zaidi, kwa hiyo inafaa zaidi ni vumbi la chuma lililobaki baada ya kazi ya "grinder" au jiwe la kusaga.

Vumbi hukusanywa na sumaku (sio kali sana - sio sana kuzuia sumaku kubwa ya mabaki, lakini ili vichungi vya chuma havielekei kwa ukali na kubeba vumbi kidogo visivyo na sumaku pamoja nao).

Kisha, ili kuchuja uchafu na sehemu kubwa, inaweza kukusanywa kupitia kitambaa kwenye gazeti. . Kitambaa cha mnene, vumbi vyema zaidi itakuwa, lakini itachukua muda mrefu kuitingisha mfuko.

Kielelezo Nambari 1 - Filings za chuma na sumaku

Lakini! Ili kuzuia kutu ya haraka ya chembe za vumbi za chuma, ambazo zinaweza "kula" tu kwa siku chache, ni bora kutumia mafuta ya injini ya kioevu kwa chuma. . Kaya inafaa kabisa - ni nini kinachotumiwa kulainisha mashine za kushona.

Mkusanyiko wa vumbi vya chuma kwenye kioevu lazima iwe, kwa upande mmoja, sio juu sana, ili kioevu kisizidi kuwa nene na viscous, na kwa upande mwingine, si chini sana, vinginevyo harakati za chembe za magnetic hazitakuwa. kuwa na uwezo wa kuingiza kiasi chochote cha kioevu kinachoonekana. Inachaguliwa kwa nguvu kwa kuongeza polepole vumbi kwenye kioevu, kuchanganya kabisa na kuangalia na sumaku. . Ni bora kupata ziada kidogo ya kioevu cha msingi kuliko upungufu wake, kwani katika kesi ya mwisho uhamaji wa dutu inayosababishwa hupungua sana.

Thamani maalum ya nguvu muhimu ya uwanja wa sumaku inategemea sifa za sumaku za chuma kilichotumiwa, na juu ya nguvu ya kuyeyusha chuma na kioevu cha msingi au surfactant, na vile vile joto la kioevu na saizi ya sumaku. chembe za chuma. Wakati uwanja wa sumaku unapoondolewa, uhamaji wa kioevu utarejeshwa ikiwa sumaku iliyobaki sio kubwa sana.

Njia ya pili ya kutengeneza maji ya sumaku:

Maji ya sumaku yanaweza kufanywa hata rahisi. Kuna toni za sumaku za dielectric (toni za DM) kwa printa za laser. DM-Toner ni dutu inayojumuisha resini na oksidi ya chuma yenye sumaku. Katika kesi hii, surfactants inaweza kutolewa.

Kwa 50 ml ya toner magnetic, unahitaji kuchukua vijiko 2 vya mafuta safi sana ya mboga.

Kuchanganya kabisa toner na mafuta, ndiyo yote - maji ya magnetic iko tayari.

P.S.: Nilijaribu kuonyesha kwa uwazi na kuelezea vidokezo visivyo ngumu. Natumaini kwamba angalau kitu kitakuwa na manufaa kwako. Lakini hii sio yote ambayo inawezekana kuvumbua, kwa hivyo endelea na usome tovuti

Imekuwa miaka 52 tangu mfanyakazi wa NASA Steve Papell kuvumbua ferrofluid. Alitatua shida maalum: jinsi ya kulazimisha kioevu kwenye tanki ya mafuta ya roketi kukaribia shimo ambalo pampu ilisukuma mafuta kwenye chumba cha mwako chini ya hali ya kutokuwa na uzito. Wakati huo Papell alikuja na ufumbuzi usio na maana - kuongeza aina fulani ya dutu ya magnetic kwenye mafuta ili kudhibiti harakati za mafuta kwenye tank kwa msaada wa sumaku ya nje. Hivi ndivyo ferrofluid ilizaliwa.

Papel alitumia magnetite (Fe 3 O 4) kama dutu ya sumaku, ambayo aliiponda (kusaga katika mchanganyiko na asidi ya oleic) kwa siku nyingi kwa kutumia teknolojia maalum. Kusimamishwa kwa colloidal thabiti kulipatikana, ambapo chembe ndogo za magnetite 0.1-0.2 microns kwa ukubwa zilikuwepo. Asidi ya oleic katika mfumo huu ilicheza jukumu la kurekebisha uso, ambayo ilizuia chembe za magnetite kushikamana pamoja. Patent S. Papella US 3215572 A (Kiowevu cha sumaku cha mnato cha chini kilichopatikana kwa kusimamishwa kwa chembe za sumaku kwa colloidal) kimefunguliwa na kinaweza kutazamwa kwenye Mtandao. Utungaji wa classic wa ferrofluid ni 5% (kwa kiasi) cha chembe za magnetic, 10% ya kurekebisha uso (oleic, citric au polyacrylic asidi, nk). Wengine ni kutengenezea kikaboni, ikiwa ni pamoja na mafuta ya kioevu.

Kuvutiwa na maji ya sumaku kumefufuka katika miaka ya hivi karibuni, na leo tayari wamepata matumizi mengi. Ikiwa kioevu kama hicho kinatumika kwa sumaku ya neodymium, basi sumaku itateleza juu ya uso na upinzani mdogo, ambayo ni, msuguano utapungua sana. Kwa msingi wa maji ya ferromagnetic nchini Marekani, mipako ya kunyonya rada inafanywa kwa ndege. Na waundaji wa Ferrari maarufu hutumia maji ya magnetorheological katika kusimamishwa kwa gari: kwa kuendesha sumaku, dereva anaweza kufanya kusimamishwa kuwa ngumu au laini wakati wowote. Na hii ni mifano michache tu.

Maji ya sumaku ni nyenzo ya kushangaza. Inafaa kuiweka kwenye uwanja wa sumaku, kwani chembe tofauti za sumaku zimeunganishwa na kupangwa kando ya mistari ya nguvu, na kugeuka kuwa dutu ngumu kabisa. Leo, hila za uchawi na maji ya sumaku, ambayo, wakati wa kuwasiliana na sumaku, hugeuka kuwa hedgehogs au cacti, isiyo na kasoro katika suala la ulinganifu, huonyeshwa kwenye maonyesho mengi ya burudani. Bila shaka, unaweza kununua ferrofluid, lakini ni ya kuvutia zaidi kuifanya mwenyewe.

Tuliandika juu ya jinsi ya kupata maji ya sumaku yenye ugumu, ambayo itawawezesha kuchunguza miundo inayoundwa na chembe za magnetic chini ya darubini (Kemia na Uhai, 2015, No. 11) Na hapa kuna kichocheo kingine cha maji ya ferromagnetic ya nyumbani. . Chukua 50 ml ya toner ya printa ya laser. Poda hii ina angalau 40% ya magnetite, ukubwa wa chembe ambayo ni nanomita 10 au chini. Tona pia lazima iwe na kirekebisha uso ili nanoparticles zishikamane. Kwa 50 ml ya toner, ongeza 30 ml ya mafuta ya mboga (vijiko viwili) na uchanganya vizuri, bila kuacha muda wa mchakato huu. Utapata kioevu cheusi cha homogeneous, sawa na cream ya sour. Sasa uimimine kwenye chombo cha kioo cha gorofa na pande ili unene wa safu ni angalau sentimita. Kuleta sumaku chini ya chini ya chombo, na mahali hapa hedgehog ngumu itaonekana mara moja kwenye kioevu. Inaweza kuhamishwa na sumaku. Ikiwa utaleta sumaku kwenye uso wa kioevu au kando, kioevu kitaruka nje kuelekea sumaku, kwa hivyo kuwa mwangalifu. Ili kuepuka shida hii, unaweza kuweka giligili ya sumaku kwenye chupa ndogo ya glasi, ukijaza nusu au kidogo kidogo. Tilt chupa ili safu ya kioevu itengeneze kando ya ukuta wake, na ushikilie sumaku karibu na kioo.

Mafanikio inategemea nguvu ya sumaku (unaweza kununua sumaku ndogo ya neodymium katika maduka) na ubora wa toner. Katika kesi ya mwisho, lazima uhakikishe kuwa ina poda ya magnetic.