So viele der Einfachheiten der technischen Welt, die wir seit Jahrzehnten genießen und die wahrscheinlich weitgehend als selbstverständlich angesehen werden, basieren auf der Magnettechnologie. Von Elektromotoren über Audio-Lautsprecher bis hin zu Kreditkarten werden Magnete auf Feststoffbasis verwendet, um dies zu tunEin Forscherteam des Berkeley Lab hat gerade etablierte Ideen im Magnetspiel auf die nächste Stufe gebracht, indem es mithilfe eines speziellen 3D-Druckers eine neue Substanz erzeugt hat, die in der Wissenschaft noch nie zuvor gesehen wurde und sowohl magnetisch als auch flüssig ist.
Warten Sie, gab es vorher keine flüssigen Magnete in Form von Ferrofluiden?
Dieses neue Material ist nicht zu verwechseln mit herkömmlichen Ferrofluiden, bei denen es sich einfach um Eisenoxidpartikel in Lösungsform handelt, die in Gegenwart eines anderen Magneten stark magnetisiert werden. Ferrofluide haben jedoch die Wissenschaftler inspiriert, die nach einem Weg suchenMagnete sowohl flüssig als auch druckerfreundlich machen.
VERBINDUNG: EIN NEUER MAGNETTYP WURDE ENTDECKT
Tom Russell, Professor für Polymerwissenschaft und -technik an der University of Massachusetts, und der Autor dieser aktuellen Studie, Xubo Liu, Doktorand an der Beijing University of Chemical Technology, haben die Anklage für Ferrofluid-Verhalten angeführtdie letzten sieben Jahre über die Entwicklung von All-Liquid-Strukturen, die gleichzeitig sein könnten 3D-druckbar .
Sehen Sie sich im folgenden Video traditionelle Ferrofluide in Aktion an.
Also, was ist die Wissenschaft dahinter?
Mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie, die vom ehemaligen Postdoktoranden des Berkeley Lab, Joe Forth, unterstützt wurde, druckte dieses Team Tröpfchen einer Ferrofluidlösung, die Eisenoxidpartikel enthielt, die nicht größer als ein Antikörperprotein waren ungefähr. 20 Nanometer im Durchmesser.
Die unterstützenden Wissenschaftler Brett Helms und Paul Ashby verwendeten Rasterkraftmikroskopie und Oberflächenchemie, um zu beobachten, dass zwischen den beiden Flüssigkeiten ein Phänomen namens "Grenzflächenstörung" auftrat. Dies führt im Wesentlichen dazu, dass die Nanopartikel die Oberfläche des Tröpfchens überfüllen. Exposition gegenüber aDie Magnetspule machte die Eisenoxid-Nanopartikel vorhersehbar vorübergehend magnetisch.
Die Magie ereignete sich, als die Magnetspule entfernt wurde und die Berkeley Lab-Crew beobachtete, wie sich die Tröpfchen in einer Art synchronisiertem, wirbelndem Tanz aufeinander zu bewegten. Die Magnetisierung der Tröpfchen erwies sich als permanent und in nachfolgenden Standard-Magnetometrie-Experimenten.Diese neuen Flüssigkeitsmagnete zeigten eine einheitliche Nord-Süd-Polbewegung - genau wie Festmagnete.
Die an der Oberfläche des Tröpfchens beobachteten verklemmten Eisenoxid-Nanopartikel übertragen die von der Spule empfangene Magnetisierung irgendwie auf das gesamte Tröpfchen.
Das Coolste ist, dass sie auch Gestaltwandler sind
Diese magnetisierten Tröpfchen überraschten ihre Entdecker weiterhin, indem sie ihre magnetischen Eigenschaften beibehielten, unabhängig davon, wie klein eine Trennung zwischen ihnen war oder in welcher Form sie leben mussten. Tentakel-Splat-Formen zu Kugeln zu Fäden, die menschlichem Haar ähnelten, trugen alle dasselbemagnetische Kraft als ursprüngliches Tröpfchen.
Die Flüssigkeitsmagnete scheinen auch fein eingestellt werden zu können, um zwischen einem magnetischen und einem nichtmagnetischen Modus umzuschalten. Wenn sie in den magnetischen Modus geschaltet werden, können ihre Bewegungen von einem externen Magneten aus gesteuert werden, der ferngesteuert wird.
Was können wir mit diesem neuen magnetisierten flüssigen Material tun?
Die Anwendungen für Likörmagnete sind zahllos. Es gibt zahlreiche Gespräche über Propellerflüssigkeitsroboter für die Zelltherapie und Operationen aller Art. Flexible Roboter, die ihre Form ändern können, um sich an ihre Umgebung anzupassen, Verbesserungen bei MRT-Scans und neue Bereiche der Krankheitstherapiekönnen alle als zukünftige oder aktuelle Wohltäter dieses unglaublichen Durchbruchs gezählt werden. In der Magnetwissenschaft ziehen sich Gegensätze an, und diese aufregende neue flüssige weiche Materie ist mit einigen sehr soliden Verwendungsmöglichkeiten ausgestattet.