For første gang har forskere skabt en permanent magnetisk væske. Disse flydende dråber kan formes i forskellige former og manipuleres eksternt for at bevæge sig rundt, ifølge en ny undersøgelse.
Vi forestiller os typisk magneter som værende solide, sagde seniorforfatter Thomas Russell, en fremtrædende professor i polymervidenskab og teknik ved University of Massachusetts Amherst. Men nu ved vi, at "vi kan fremstille magneter, der er flydende, og de kan være i overensstemmelse med forskellige former - og figurerne er virkelig op til dig."
De flydende dråber kan ændre form fra en kugle til en cylinder til en pandekage, fortalte han Live Science. "Vi kan få det til at se ud som en kråkeboller, hvis vi ville."
Russell og hans team skabte disse flydende magneter ved et uheld, mens de eksperimenterede med 3D-trykvæsker på Lawrence Berkeley National Laboratory (hvor Russell også er en besøgende fakultetsforsker). Målet var at skabe materialer, der er faste, men som har egenskaber ved væsker til forskellige energianvendelser.
En dag bemærkede postdoktorand og hovedforfatter Xubo Liu 3D-trykt materiale, der er lavet af magnetiserede partikler kaldet jernoxider, der snurrede rundt på en magnetisk omrøringsplade. Så da teamet indså, at hele konstruktionen, ikke kun partiklerne, var blevet magnetisk, besluttede de at undersøge yderligere.
Ved hjælp af en teknik til 3D-udskrivning af væsker skabte videnskabsmændene dråber i millimeter størrelse fra vand, olie og jernoxider. De flydende dråber bevarer deres form, fordi nogle af jernoxidpartiklerne binder til overfladeaktive stoffer - stoffer, der reducerer en væskes overfladespænding. Overfladeaktive stoffer skaber en film omkring det flydende vand, med nogle jernoxidpartikler, der skaber en del af den filmagtige barriere, og resten af partiklerne er lukket inde, sagde Russell.
Holdet placerede derefter dråberne i millimeterstørrelse nær en magnetisk spole for at magnetisere dem. Men da de fjernede magnetspolen, demonstrerede dråberne en usynlig opførsel i væsker - de forblev magnetiserede. (Magnetiske væsker kaldet ferrofluider findes, men disse væsker magnetiseres kun når de er i nærvær af et magnetfelt.)
Når disse dråber nærmet sig et magnetfelt, var de små jernoxidpartikler alle på linje i samme retning. Og når de først fjernede magnetfeltet, var jernoxidpartiklerne bundet til det overfladeaktive middel i filmen så syltet fast, at de ikke kunne bevæge sig og forblev således på linje. Men de fritflydende inde i dråben forblev også på linje.
Forskerne forstår ikke fuldstændigt, hvordan disse partikler holder fast i marken, sagde Russell. Når de først har fundet ud af det, er der mange potentielle applikationer. Russell forestiller sig f.eks. Udskrivning af en cylinder med en ikke-magnetisk midterste og to magnetiske hætter. "De to ender ville samles som en hestesko-magnet," og blive brugt som en mini-grabber, "sagde han.
I en endnu mere bisarr applikation, forestil dig en mini-flydende person - en mindre skala-version af den flydende T-1000 fra den anden "Terminator" -film - sagde Russell. Forestil dig nu, at dele af denne mini-flydende mand er magnetiseret, og dele er det ikke. Et eksternt magnetfelt kunne derefter tvinge den lille person til at bevæge sine lemmer som en marionette.
"For mig repræsenterer den slags en slags ny tilstand af magnetiske materialer," sagde Russell. Resultaterne blev offentliggjort den 19. juli i tidsskriftet Science.
