For første gang har forskere laget en permanent magnetisk væske. Disse flytende dråpene kan forandre seg i forskjellige former og manipuleres eksternt for å bevege seg rundt, ifølge en ny studie.
Vi ser for oss at magneter er solide, sa seniorforfatter Thomas Russell, en fremtredende professor i polymervitenskap og ingeniørvitenskap ved University of Massachusetts Amherst. Men nå vet vi at "vi kan lage magneter som er flytende og de kan tilpasse seg forskjellige former - og formene er virkelig opp til deg."
Væskedråpene kan endre form fra en kule til en sylinder til en pannekake, sa han til Live Science. "Vi kan få det til å se ut som en kråkebolle hvis vi ville."
Russell og teamet hans skapte disse flytende magneter ved et uhell mens de eksperimenterte med 3D-trykkvæsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory (hvor Russell også er en vitenskapelig forsker). Målet var å lage materialer som er solide, men har kjennetegn på væsker for forskjellige energiforbruksområder.
En dag la postdoktorand og hovedforfatter Xubo Liu merke til 3D-trykt materiale, laget av magnetiserte partikler kalt jernoksider, og snurret rundt på en magnetisk røreplate. Så da teamet innså at hele konstruksjonen, ikke bare partiklene, var blitt magnetisk, bestemte de seg for å undersøke nærmere.
Ved hjelp av en teknikk for å 3D-trykke væsker skapte forskerne dråper i millimeter størrelse fra vann, olje og jernoksider. Væskedråpene holder formen fordi noen av jernoksydpartiklene binder seg til overflateaktive stoffer - stoffer som reduserer overflatespenningen til en væske. Overflateaktive midler lager en film rundt det flytende vannet, med noen jernoksydpartikler som skaper en del av den filmaktige barrieren, og resten av partiklene er lukket inne, sa Russell.
Teamet plasserte deretter de små dråpene i millimeter i nærheten av en magnetisk spole for å magnetisere dem. Men da de tok den magnetiske spolen bort, demonstrerte dråpene en usett atferd i væsker - de forble magnetiserte. (Magnetiske væsker kalt ferrofluider eksisterer, men disse væskene magnetiseres bare når de er i nærvær av et magnetfelt.)
Når disse dråpene nærmet seg et magnetfelt, var de bittesmå jernoksidpartiklene alle rettet i samme retning. Og når de først fjernet magnetfeltet, var jernoksydpartiklene bundet til overflateaktivt middel i filmen så syltet fast at de ikke kunne bevege seg og forble så på linje. Men de frittflytende inni dråpen forble også på linje.
Forskerne forstår ikke helt hvordan disse partiklene holder fast på feltet, sa Russell. Når de først har funnet ut det, er det mange potensielle applikasjoner. Russell kan for eksempel forestille seg å trykke en sylinder med en ikke-magnetisk midtre og to magnetiske ketter. "De to endene ville komme sammen som en hestesko-magnet," og bli brukt som en mini "grabber," sa han.
I en enda mer bisarr applikasjon, kan du tenke deg en mini flytende person - en mindre skala versjon av den flytende T-1000 fra den andre "Terminator" -filmen - sa Russell. Tenk deg at deler av denne minivæske mannen er magnetisert og deler ikke er det. Et eksternt magnetfelt kan da tvinge den lille personen til å bevege lemmene som en marionett.
"For meg representerer det slags en slags ny tilstand av magnetiske materialer," sa Russell. Funnene ble publisert 19. juli i tidsskriftet Science.
