Huvitav

Berkeley Labi poolt välja töötatud magnetilise pehme aine atraktsioonid on lõputud

Berkeley Labi poolt välja töötatud magnetilise pehme aine atraktsioonid on lõputud

Nii mõnigi insenerimaailma lihtsus, mida oleme aastakümneid nautinud ja mis on tõenäoliselt suures osas enesestmõistetavad, põhineb magnetitehnoloogial. Kõik, alates elektrimootoritest kuni helikõlarite ja krediitkaartideni, kasutab toimimiseks tahkeid magneteid. Berkeley Labi teadlaste rühm viis äsja magnetmängus väljakujunenud ideed järgmisele tasemele, kasutades selleks spetsiaalset 3D-printerit uue, teaduses seni nägemata aine jaoks, mis on nii magnetiline kui ka vedel.

Oota, kas vedelaid magneteid ei olnud varem olemas ferrofluidide kujul?

Seda uut materjali ei tohi segi ajada traditsiooniliste ferrofluididega, mis on lihtsalt lahuses olevad raudoksiidi osakesed, mis magnetiseeruvad teise magneti juuresolekul tugevalt. Ferofluidid pakkusid siiski inspiratsiooni teadlastele, kes otsisid võimalust muuta magnetid nii likööri- kui ka printerisõbralikuks.

SEOTUD: UUE TÜÜBI MAGNET on avastatud

Ferrofluidide käitumisest märku andes on Massachusettsi ülikooli polümeeriteaduse ja -tehnika professor Tom Russell ja selle praeguse uuringu autor, Pekingi keemiatehnoloogia ülikooli doktorant Xubo Liu juhtinud tasu minevikus seitsme aasta jooksul kõigi vedelate struktuuride väljatöötamisel, mida saaks samaaegselt 3D-printida.

Vaadake allolevast videost traditsioonilisi ferrofluide.

Mis on selle taga peituv teadus?

3D-printimistehnoloogia abil, mille aitas kaasa endine Berkeley Labi järeldoktor Joe Forth, trükkis see meeskond ferrofluidlahuse tilgad, mis sisaldasid raudoksiidi osakesi, mis ei olnud suuremad kui antikeha valk (umbes 20 nanomeetrit läbimõõduga).

Teadlaste abistamine Brett Helms ja Paul Ashby kasutasid aatomijõumikroskoopiat ja pinna keemiat, et täheldada, et kahe vedeliku vahel on toimumas nähtus, mida nimetatakse "interfacial jamminguks". Põhimõtteliselt põhjustab see, et nanoosakesed tungivad tilga pinnale. Magnetmähisega kokkupuude muutis rauaoksiidi nanoosakesed prognoositavalt ajutiselt magnetiliseks.

Maagia juhtus siis, kui magnetiline mähis eemaldati ja Berkeley Labi meeskond jälgis omamoodi sünkroniseeritud keeristantsis üksteise poole gravitatavaid piiskasid. Tilkade magnetiseerumine osutus püsivaks ja järgnevates standardsetes magnetomeetriakatsetes näitasid need uued vedelad magnetid ühtlast põhja-lõunapooluse liikumist - täpselt nagu tahked magnetid.

Piiskade pinnal täheldatud ummistunud raudoksiidi nanoosakesed kannavad mähisest saadud magnetiseerumise kuidagi üle kogu tilga külge.

Kõige lahedam on see, et ka nemad on kuju muutjad

Need magnetiseeritud piiskad hämmastasid oma avastajaid jätkuvalt, säilitades nende magnetilised omadused, hoolimata sellest, kui väike jaotus nende vahel tehti või millist kuju nad olid sunnitud asustama. Inimese juukseid meenutavate õhukeste täppidega vormid keradeni niitidena kandsid kõik sama magnetjõudu kui algsed piiskad.

Samuti näib, et vedelatel magnetitel on võimalus neid peenhäälestada, et lülituda magnetilise ja mittemagnetilise režiimi vahel. Magnetrežiimile lülitamisel saab nende liikumisi suunata kaugjuhitavalt välismagnetilt.

Mida saame selle uue magnetiseeritud vedela materjaliga teha?

Luminestsentsmagnetite rakendused on lugematud. Räägitakse rakuteraapias kasutatavatest propelleritega vedelrobotitest ja igasugustest operatsioonidest. Paindlikke roboteid, mis suudavad oma kuju keskkonnaga kohanemiseks muuta, MRI uuringute täiendusi ja uusi haigusteraapia valdkondi võib lugeda selle uskumatu läbimurde tulevasteks või praegusteks soodustajateks. Magnetiteaduses tõmbavad vastandid ligi ja see põnev uus vedel pehme aine on varustatud väga kindlate potentsiaalsete kasutusvõimalustega.


Vaata videot: Time Is But a Stubborn Illusion - Sneak Peek. Genius (Detsember 2021).