Ферромагнитная жидкость

Ферромагнитная жидкость

Вы что-нибудь слышали о ферромагнитной жидкости? Это вещество, одновременно текучее, как вода, и способное вести себя, как металл. В статическом состоянии – это просто зеркальная лужица. Но если поднести к ней магнит, на маслянисто поблескивающей поверхности возникнут легкие волны, острые пики, распустятся экзотические цветы и даже вырастет сказочный лес. Все зависит от силы воздействия магнитного поля: чем оно мощнее, тем более объемные и причудливые композиции возникнут на поверхности. Эти удивительные скульптурные композиции можно оживить, перемещая магнит над жидкостью.

С точки зрения физики

Согласно школьному курсу физики, ферромагнитная жидкость – это коллоидная взвесь мельчайших частей любого ферромагнита или ферримагнита. Роль жидкости исполняет вода, масла либо органический растворитель. Чтобы наночастицы не слиплись, в раствор добавляют небольшое количество поверхностно-активного вещества (например, соевого лецитина). Образуя защиту вокруг крошечных феррочастиц, ПАВ не дает им склеиться.

Классическое соотношение составляющих в ферромагнитной жидкости: 5 процентов магнитных наночастиц, 10 процентов модификатора (ПАВ), остальное –  жидкость-основа.

Ферромагнитная жидкость – не совсем корректное название. Ведь намагниченность исчезает вместе с воздействием внешнего магнитного поля. Правильнее называть это вещество «парамагнетиком», потому что у него наиболее высокая магнитная чувствительность.

Первооткрыватели феррофлюида

Впервые ферромагнитная жидкость, или иначе, феррофлюид, была получена в США в 1963 году.  Сотрудник NASA Соломон Стивен Пайпелл соединил керосин, олеиновую кислоту и магнетитовую пудру – это и был первый жидкий парамагнетик. Свое замечательное открытие ученый сделал, разрабатывая способ доставки горючего из ракетного топливного бака в камеру сгорания в условиях невесомости.  После того, как он добавил в ракетное топливо магнитное вещество, горючее стало возможно перемещать, воздействуя на него магнитным полем извне.

Пайпелл получил на феррофлюиды  два патента: один в 1963, второй в 1965 году.

Отечественным первооткрывателем феррофлюидов является Дмитрий Васильевич Орлов. В 1965 году в Ивановском энергетическом институте началась разработка "жидких магнитов". Орлов возглавлял научную группу, решающую задачи синтеза феррофлюидных жидкостей для целей космического ракетостроения.

Ферромагнитный ежик: создать и приручить

В школьном курсе физики есть лабораторная работа по изготовлению ферромагнитного раствора.  Однако для проведения этого опыта требуется специальное оборудование, лабораторная посуда и химические вещества. Можно попробовать получить феррофлюид в домашних условиях, гораздо более простым способом. Воссозданная "на дому" жидкость вряд ли впечатлит разнообразием трансформаций под влиянием магнита, но «ежик» из нее получится вполне убедительный.

Для изготовления ферромагнитной жидкости в домашних условиях потребуется:

  • растительное или минеральное масло – 30 мл
  • тонер для лазерного принтера – 50 мл

Масло: пищевое, машинное или косметическое, послужит несущей жидкостью. Тонер на половину состоит из микрочастиц магнетита. К тому же в тонер уже добавлены поверхностно-активные вещества.

Ингредиенты осторожно соединить в стеклянной посуде. Долго и тщательно размешивать. Затем прогреть на водяной бане примерно 30 минут: это улучшит взаимопроникновение составных частей коллоидного раствора. Остудить смесь до комнатной температуры, не переставая мешать. Чем больше усилий будет потрачено на размешивание, тем эффектней будет конечный результат. Консистенция полученного раствора должна напоминать сметану.

На заключительном этапе понадобится плоская стеклянная тарелка с бортиками и неодимовый или иридиевый магнит.

Перелить жидкость в тарелку. Ее уровень должен быть не менее 1 сантиметра. Если поднести под дно миски магнит, на поверхности сформируется твердый ежик. Перемещая магнит под емкостью, можно заставить «ежика» бегать по всей площади посуды.

Категория: 
Орфографическая ошибка в тексте:
Чтобы сообщить об ошибке, нажмите кнопку "Отправить сообщение об ошибке". Также вы можете добавить свой комментарий.