Voor het eerst hebben wetenschappers een permanent magnetische vloeistof gecreëerd. Deze vloeibare druppels kunnen in verschillende vormen veranderen en extern worden gemanipuleerd om te bewegen, volgens een nieuwe studie.
We stellen ons typisch magneten voor als solide, zei senior auteur Thomas Russell, een vooraanstaande professor in polymeerwetenschap en -techniek aan de Universiteit van Massachusetts Amherst. Maar nu weten we dat "we vloeibare magneten kunnen maken die zich aan verschillende vormen kunnen aanpassen - en de vormen zijn echt aan jou."
De vloeibare druppels kunnen van vorm veranderen van een bol naar een cilinder in een pannenkoek, vertelde hij WordsSideKick.com. 'We kunnen het op een zee-egel laten lijken als we dat willen.'
Russell en zijn team hebben deze vloeibare magneten per ongeluk gemaakt terwijl ze experimenteerden met 3D-printvloeistoffen in het Lawrence Berkeley National Laboratory (waar Russell ook een bezoekende faculteitswetenschapper is). Het doel was om materialen te maken die stevig zijn maar eigenschappen hebben van vloeistoffen voor verschillende energietoepassingen.
Op een dag merkte postdoctoraal student en hoofdauteur Xubo Liu 3D-geprint materiaal op, gemaakt van gemagnetiseerde deeltjes die ijzeroxiden worden genoemd, en ronddraaide rond op een magnetische roerplaat. Dus toen het team besefte dat het hele construct, en niet alleen de deeltjes, magnetisch waren geworden, besloten ze verder te onderzoeken.
Met behulp van een techniek om vloeistoffen in 3D te printen, creëerden de wetenschappers druppeltjes van millimeterformaat uit water, olie en ijzeroxiden. De vloeistofdruppeltjes behouden hun vorm omdat sommige ijzeroxide-deeltjes binden met oppervlakteactieve stoffen - stoffen die de oppervlaktespanning van een vloeistof verminderen. De oppervlakteactieve stoffen creëren een film rond het vloeibare water, met enkele ijzeroxidedeeltjes die een deel van de filmachtige barrière vormen en de rest van de deeltjes omsloten binnen, zei Russell.
Het team plaatste de druppeltjes van millimeters ter hoogte van een magnetische spoel om ze te magnetiseren. Maar toen ze de magnetische spoel wegnamen, vertoonden de druppels een ongezien gedrag in vloeistoffen - ze bleven gemagnetiseerd. (Er bestaan magnetische vloeistoffen die ferrofluïda worden genoemd, maar deze vloeistoffen worden alleen gemagnetiseerd als ze in de buurt zijn van een magnetisch veld.)
Toen die druppels een magnetisch veld naderden, waren de minuscule ijzeroxidedeeltjes allemaal in dezelfde richting uitgelijnd. En toen ze eenmaal het magnetische veld hadden verwijderd, zaten de ijzeroxide-deeltjes die aan de oppervlakteactieve stof in de film waren gebonden, zo vol dat ze niet konden bewegen en bleven dus uitgelijnd. Maar die vrij zwevend in de druppel bleven ook uitgelijnd.
De wetenschappers begrijpen niet volledig hoe deze deeltjes het veld vasthouden, zei Russell. Als ze dat eenmaal hebben uitgezocht, zijn er veel potentiële toepassingen. Russell stelt zich bijvoorbeeld voor dat hij een cilinder afdrukt met een niet-magnetisch midden en twee magnetische doppen. 'De twee uiteinden zouden samenkomen als een hoefijzermagneet', en worden gebruikt als een mini-grijper ', zei hij.
Stel je in een nog meer bizarre toepassing een mini vloeibare persoon voor - een kleinere versie van de vloeibare T-1000 uit de tweede "Terminator" -film - zei Russell. Stel je nu voor dat delen van deze mini vloeibare man gemagnetiseerd zijn en delen niet. Een extern magnetisch veld zou de kleine persoon dan kunnen dwingen zijn ledematen te bewegen als een marionet.
'Voor mij vertegenwoordigt het een soort nieuwe staat van magnetische materialen', zei Russell. De bevindingen werden op 19 juli gepubliceerd in het tijdschrift Science.
