Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ένα μόνιμα μαγνητικό υγρό. Αυτά τα σταγονίδια μπορούν να μεταμορφωθούν σε διάφορα σχήματα και να μετακινηθούν εξωτερικά για να κινηθούν, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Συνήθως φαντάζουμε ότι οι μαγνήτες είναι σταθεροί, είπε ο ανώτερος συγγραφέας Thomas Russell, διακεκριμένος καθηγητής της επιστήμης και της μηχανικής πολυμερών στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Amherst. Τώρα όμως γνωρίζουμε ότι "μπορούμε να φτιάξουμε μαγνήτες που είναι υγροί και μπορούν να προσαρμοστούν σε διαφορετικά σχήματα - και τα σχήματα εξαρτώνται πραγματικά από εσάς".
Τα υγρά σταγονίδια μπορούν να αλλάξουν σχήμα από μια σφαίρα σε έναν κύλινδρο σε μια τηγανίτα, είπε στη Live Science. "Μπορούμε να το φανταστούμε σαν ένα αχινοκέφαλο θάλασσας αν θέλαμε".
Ο Russell και η ομάδα του δημιούργησαν αυτούς τους υγρούς μαγνήτες κατά λάθος, ενώ πειραματίστηκαν με τρισδιάστατα υγρά εκτύπωσης στο Εθνικό Εργαστήριο του Lawrence Berkeley (όπου ο Russell είναι επίσης επισκέπτης επιστήμονας). Ο στόχος ήταν να δημιουργηθούν υλικά που είναι στερεά αλλά έχουν χαρακτηριστικά υγρών για διάφορες ενεργειακές εφαρμογές.
Μια μέρα, ο μεταδιδακτορικός φοιτητής και επικεφαλής συγγραφέας Xubo Liu παρατήρησε 3D τυπωμένο υλικό, κατασκευασμένο από μαγνητισμένα σωματίδια που ονομάζονται οξείδια του σιδήρου, περιστρεφόμενα από κοινού σε μια πλάκα μαγνητικής ανάδευσης. Έτσι, όταν η ομάδα συνειδητοποίησε ότι ολόκληρη η κατασκευή, όχι μόνο τα σωματίδια, είχε γίνει μαγνητική, αποφάσισαν να διερευνήσουν περαιτέρω.
Χρησιμοποιώντας μια τεχνική για την εκτύπωση τρισδιάστατων υγρών, οι επιστήμονες δημιούργησαν σταγονίδια μεγέθους χιλιοστομέτρων από το νερό, το πετρέλαιο και τα οξείδια του σιδήρου. Τα σταγονίδια υγρού διατηρούν το σχήμα τους επειδή μερικά από τα σωματίδια οξειδίου του σιδήρου συνδέονται με τασιενεργά - ουσίες που μειώνουν την επιφανειακή τάση ενός υγρού. Οι επιφανειοδραστικές ουσίες δημιουργούν μια μεμβράνη γύρω από το υγρό νερό, με μερικά σωματίδια οξειδίου του σιδήρου να δημιουργούν μέρος του κινηματογραφικού φραγμού και τα υπόλοιπα σωματίδια να περικλείονται στο εσωτερικό του, δήλωσε ο Ράσελ.
Η ομάδα έβαλε τότε τα σταγονίδια μεγέθους χιλιοστών κοντά σε ένα μαγνητικό πηνίο για να τα μαγνητίσει. Αλλά όταν πήραν το μαγνητικό πηνίο μακριά, τα σταγονίδια έδειξαν μια αόρατη συμπεριφορά στα υγρά - παρέμειναν μαγνητισμένα. (Υπάρχουν μαγνητικά υγρά που ονομάζονται φερρορευστά, αλλά αυτά τα υγρά μαγνητίζονται μόνο όταν υπάρχουν μαγνητικά πεδία.)
Όταν αυτά τα σταγονίδια πλησίασαν ένα μαγνητικό πεδίο, τα μικροσκοπικά σωματίδια οξειδίου του σιδήρου ευθυγραμμίστηκαν στην ίδια κατεύθυνση. Και αφού αφαιρέσουν το μαγνητικό πεδίο, τα σωματίδια οξειδίου του σιδήρου που είναι συνδεδεμένα με το επιφανειοδραστικό στην ταινία ήταν τόσο μαρκαρισμένα ώστε δεν μπορούσαν να κινηθούν και έτσι παρέμειναν ευθυγραμμισμένα. Αλλά εκείνοι οι ελεύθεροι-επιπλέουν μέσα στα σταγονίδια παρέμειναν επίσης ευθυγραμμισμένοι.
Οι επιστήμονες δεν καταλαβαίνουν πλήρως πώς αυτά τα σωματίδια κρατούν στο πεδίο, είπε ο Russell. Μόλις το καταλάβουν, υπάρχουν πολλές πιθανές εφαρμογές. Για παράδειγμα, ο Russell φαντάζει την εκτύπωση κυλίνδρου με μη μαγνητική μεσαία και δύο μαγνητικά καπάκια. "Οι δύο άκρες θα έρθουν μαζί σαν ένα πέταλο μαγνήτη", και θα χρησιμοποιηθούν ως μίνι "grabber", είπε.
Σε μια ακόμη πιο περίεργη εφαρμογή, φανταστείτε ένα μίνι υγρό πρόσωπο - μια έκδοση μικρότερης κλίμακας του υγρού T-1000 από τη δεύτερη ταινία "Terminator" - είπε ο Russell. Τώρα φανταστείτε ότι τα μέρη αυτού του μίνι υγρού άνδρα είναι μαγνητισμένα και τα μέρη δεν είναι. Ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να αναγκάσει το μικρό πρόσωπο να μετακινήσει τα άκρα του σαν μια μαριονέτα.
"Για μένα, αυτό αντιπροσωπεύει ένα είδος νέας κατάστασης μαγνητικών υλικών", δήλωσε ο Russell. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 19 Ιουλίου στο περιοδικό Science.
