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15 Verführerische Fakten über magnetische Flüssigkeiten

15 Verführerische Fakten über magnetische Flüssigkeiten


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Magnetische Flüssigkeiten, die erstmals von der NASA für das Weltraumprogramm entwickelt wurden, haben ihren Weg in viele Aspekte der modernen Welt gefunden. Von der Verwendung in Musikvideos bis hin zu Lautsprechern und MRT-Scans sind heute überall magnetische Flüssigkeiten zu finden.

Hier untersuchen wir, was sie sind, wie sie funktionieren und zeigen Ihnen, wie Sie sich zu Hause eine machen können.

Was ist eine magnetische Flüssigkeit?

Magnetische Flüssigkeiten sind laut Science Direct:

"Kolloidale Systeme, die aus magnetischen Einzeldomänen-Nanopartikeln bestehen, die in einer Trägerflüssigkeit dispergiert sind, sind praktische Modellsysteme zur Untersuchung grundlegender Eigenschaften magnetischer Nanopartikelsysteme."

Diese Flüssigkeiten neigen dazu, in einem flüssigen Zustand zu bleiben, selbst wenn sie durch ein Magnetfeld gesteuert, bewegt oder kinetisch in Wechselwirkung gebracht werden.

"Traditionelle Verfahren zur Herstellung magnetischer Flüssigkeiten umfassen das langfristige Taumeln des magnetischen Materials mit Stahlkugeln für mehrere Wochen in einem Trägermedium, das das Dispergiermittel enthält.

Bei diesen Mahlverfahren wurde üblicherweise Ölsäure verwendet, um Dispersionen in Kerosin und anderen Kohlenwasserstoffdispersionsmedien zu stabilisieren. "- 911 Metallurgist.

Diese Flüssigkeiten kommen in der Natur nicht vor und wurden erstmals zwischen Mitte der 1960er und 1970er Jahre hergestellt. Die frühe Herstellung dieser seltsamen Materialien war ziemlich teuer und kostete ungefähr 85 USD pro ml.

Diese hohen Kosten verhinderten zunächst die Anwendung des Materials in der Material- und Mineralwissenschaft. Spätere Untersuchungen des US-Minenamtes unter Verwendung von Magnetit in einer Kerosinsuspension reduzierten jedoch die Umgebung 1 USD pro Liter.

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Ein Beispiel wird als Ferrofluid oder ferromagnetisches Fluid bezeichnet. Diese magnetische Flüssigkeit wird in Gegenwart eines Magnetfelds stark magnetisiert und wurde erstmals Anfang der 1960er Jahre von der NASA entwickelt.

Es wurde entwickelt, um einen Weg zu finden, flüssigen Raketentreibstoff in einer schwerkraftarmen oder schwerelosen Umgebung zu einem Pumpeneinlass zu bewegen.

Magnetische Flüssigkeiten bestehen wie Ferrofluide in der Regel aus nanoskaligen Partikeln, von denen jedes normalerweise mit einem Tensid beschichtet ist, um ein Zusammenklumpen zu verhindern. Ferrofluide verlieren normalerweise jeglichen induzierten Magnetismus, wenn sie von einem externen Magnetfeld entfernt werden.

Aus diesem Grund werden sie als "Superparamagnete" klassifiziert.

Im Jahr 2019 gelang es einem Forscherteam der University of Massachusetts und der Beijing University of Chemical Technology jedoch, eine magnetische Flüssigkeit zu schaffen, die permanent magnetisiert bleiben kann. Dieser Durchbruch hat der etablierten Überzeugung widersprochen, dass nur dichte Feststoffe mit einer festen Form zu dieser Eigenschaft fähig waren.

Wie funktionieren Ferrofluide?

Ferrofluide enthalten, wie wir gesehen haben, winzige Eisenoxidpartikel. Wenn ein Magnet nahe an die Flüssigkeit gezogen wird, werden diese Partikel von ihr angezogen.

Dies führt normalerweise dazu, dass die Flüssigkeit erstaunlich aussehende Nadeln oder Spikes erzeugt. Der Grund dafür liegt in einem komplexen Zusammenspiel verschiedener Kräfte.

Die Eisenoxidpartikel werden vom Magnetfeld angezogen, und das Magnetfeld selbst wird von der Flüssigkeit angezogen.

Die Partikel und das Öl arbeiten dank der Anwesenheit eines Tensids zusammen. Ein Ende des Tensids haftet fest an den Eisenoxidpartikeln, während das andere ebenfalls am Öl festhält.

Dies verhindert, dass die Eisenoxidpartikel zusammenklumpen und vom Ölträger getrennt werden - wie Sie sehen würden, wenn Sie einfach Öl- und Eisenoxidpartikel mischen würden.

Aus diesem Grund wird das Ferrofluid insgesamt in konzentrierte Säulen gelenkt.

Gleichzeitig versucht die Schwerkraft, die Säulen wieder nach unten zu ziehen, während die Oberflächenspannung des Öls bewirkt, dass jede Säule an sich selbst zieht und die charakteristischen Nadeln der Flüssigkeit erzeugt.

Können Sie Ferrofluid berühren?

Sie können es mit Sicherheit, aber es wird nicht empfohlen. Ferrofluide gelten als hauptsächlich hautreizend.

Sobald Sie das Ferrofluid mit Ihrem Finger berühren, beginnt die Flüssigkeit schnell, die Rippen Ihres Fingers und um Ihren Nagel herum zu wandern.

Dies sieht nicht nur unansehnlich aus, sondern kann und wird auch Ihre Haut reizen. Es kann auch eine lang anhaltende Verfärbung auf Ihrer Haut hinterlassen.

15 Fakten zum Mitnehmen über magnetische Flüssigkeiten

Also, ohne weiteres, hier sind 15 Fakten zum Mitnehmen über die Wundermaterialien, die magnetische Flüssigkeiten sind. Diese Liste ist alles andere als vollständig und in keiner bestimmten Reihenfolge.

1. Magnetische Flüssigkeiten, nämlich Ferrofluide, wurden in den 1960er Jahren von Steve Papell von der NASA entwickelt, um Raketentreibstoff in der Mikrogravitation zu bewegen.

2. Wenn diese Flüssigkeiten einem Magnetfeld ausgesetzt werden, neigen sie dazu, charakteristische Spitzen oder Nadeln zu bilden.

3. Die meisten magnetischen Flüssigkeiten bleiben ohne ein externes Magnetfeld nicht magnetisiert.

4. Ferrofluide haben eine starke Färbekapazität und können Haut, Glas und sogar Keramikoberflächen färben.

5. Ein echtes Ferrofluid bleibt über einen langen Zeitraum stabil. Dies liegt daran, dass die festen Partikel in ihnen aufgrund der Schwerkraft nicht agglomerieren oder sich abscheiden.

6. Ferrofluide werden derzeit zur Behandlung von Tumoren untersucht. Die Idee ist, sie in den Tumor zu injizieren und sie mithilfe von Magnetfeldern auseinander zu reißen.

7. Es ist zu hoffen, dass magnetische Flüssigkeiten in Zukunft zur Entwicklung intelligenter Flüssigkeiten beitragen können. Solche Flüssigkeiten können auf Befehl den Zustand zwischen fest und flüssig ändern.

8. Einige Ferrofluide wurden in Fahrzeugaufhängungssystemen verwendet. Durch Variieren eines elektrischen Stroms durch sie passt die Flüssigkeit die Aufhängungssteifigkeit an die Fahrbedingungen an.

9. Magnetische Flüssigkeiten werden als künstlerisches Medium immer beliebter. Einige Kunst- und Wissenschaftsmuseen haben spezielle Exponate, die diesen fantastischen Flüssigkeiten gewidmet sind.

10. Möglicherweise haben Sie Ferrofluide auch in mehr als einigen Musikvideos bemerkt. Zum Beispiel,Pendel verwendet Ferrofluid für das Musikvideo für den Titel, Aquarell.

11. Ein typisches Ferrofluid besteht aus 5% magnetische Feststoffe, 10% Tensid und 85% Trägerflüssigkeit.

12. Tenside sind für Ferrofluide lebenswichtig, da sie die Oberflächenspannung zwischen den flüssigen und festen Bestandteilen senken. Zu diesem Zweck werden typischerweise Ölsäure, Tetramethylammoniumhydroxid, Zitronensäure oder Sojalecithin verwendet.

13. Die NASA hat auch mit fließenden Ferrofluiden in einem geschlossenen Kreislauf mit Elektromagneten als Höhenkontrollsystem experimentiert.

14. Magnetische Flüssigkeiten wie Ferrofluide werden heute in verschiedenen Technologien verwendet. Zu den Anwendungen gehören Lautsprecher, Computerfestplatten, rotierende Wellenmotoren und Kontrastmittel für MRTs.

15. Ferrofluide dürfen nicht mit magnetorheologischen Flüssigkeiten (MR) verwechselt werden. Letzteres besteht aus Partikeln im Mikrometerbereich, die sich im Laufe der Zeit unter der Schwerkraft absetzen.


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