• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ferrofluid

    Przeczytaj także...
    Magnetyt – minerał z gromady tlenków, zaliczany do grupy spineli (żelazowych). Należy do minerałów bardzo pospolitych i wyjątkowo szeroko rozpowszechnionych.Substancja – materia składająca się z obiektów (cząstek, atomów) posiadających masę spoczynkową. Substancją nie jest zatem np. fala lub pole fizyczne (grawitacyjne, elektryczne).
    Lecytyny (fosfatydylocholiny, E322) – grupa organicznych związków chemicznych zaliczanych do fosfolipidów, w których reszta fosforanowa zestryfikowana jest choliną. W ujęciu żywieniowym nazwa "lecytyna" może obejmować także inne fosfolipidy, np. kefaliny (fosfatydyloetanoloaminy) lub fosfatydyloinozytol.
    Ferrofluid w polu magnetycznym
    Ujęcie z widocznym magnesem

    Ferrofluid (rzadko ciecz magnetyczna, ferrociecz) – substancja o właściwościach możliwie zbliżonych do cieczy, która w odróżnieniu od typowych cieczy jest w warunkach pokojowych dobrym paramagnetykiem i ulega silnej polaryzacji magnetycznej w obecności zewnętrznych pól magnetycznych.

    Ciecz elektroreologiczna (ang. electrorheological fluid) – substancja analogiczna do cieczy magnetoreologicznej, ale składająca się z zawiesiny drobin przewodnika, przez co jej lepkość ulega zmianie pod wpływem pól elektrycznych.Magnetyzacja (namagnesowanie) jest właściwością materiałów (m.in. magnesów), która opisuje pole magnetyczne wytwarzane przez materiał. Przez magnetyzację rozumie się także wielkość fizyczną określającą wytwarzane przez materiał pole magnetyczne, definiuje się ją przez określenie momentów magnetycznych wytworzonych w jednostce objętości. Głównymi składnikami magnetyzacji są orbitalne i spinowe momenty magnetyczne elektronów.

    Sposób uzyskiwania[ | edytuj kod]

    Ferrofluidy uzyskiwane są przez utworzenie zawiesiny mikroskopijnych cząsteczek substancji ferromagnetycznej, takiej jak magnetyt, w cieczy nośnej. Typowe wymiary drobinek ferromagnetyku nie przekraczają 10 nm, co pozwala na zachowanie większości charakterystyk nośnika. Jako nośniki drobin używane są zwykle rozpuszczalniki organiczne lub woda, a dodatek surfaktanta (kwasu oleinowego lub cytrynowego, lecytyny, TMAH) zapobiega łączeniu się i sedymentacji drobin.

    Nanometr (symbol: nm) – podwielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Jest to jedna miliardowa metra czyli jedna milionowa milimetra. Jeden nanometr równa się zatem 10 m. W notacji naukowej można go zapisać jako 1 E-9 m oznaczający 0,000 000 001 × 1 m. Rzadko stosowana jest również stara nazwa milimikron.Ferromagnetyzm – zjawisko, w którym materia wykazuje własne, spontaniczne namagnesowanie. Jest jedną z najsilniejszych postaci magnetyzmu i jest odpowiedzialny za większość magnetycznych zachowań spotykanych w życiu codziennym. Razem z ferrimagnetyzmem jest podstawą istnienia wszystkich magnesów trwałych (jak i zauważalnego przyciągania innych ferromagnetycznych metali przez magnesy trwałe).

    Ferrofluid można wytworzyć w stosunkowo prosty sposób, wytwarzając zawiesinę opłaszczonych surfaktantem drobin magnetytu i zawieszając je w nafcie.

    Właściwości fizyczne[ | edytuj kod]

    Normal-field instability

    Silne pola magnetyczne oddziałują na ferrofluid doprowadzając do polaryzacji i przemieszczenia zawieszonych drobin, a wraz z nimi objętości cieczy. Co więcej, po przekroczeniu progu natężenia pola magnetycznego, dochodzi do wewnętrznej indukcji w materiale i do utworzenia na jego powierzchni sieci geometrycznych wzorów, których układ ulega zmianie wraz ze zmianami pola, temperatury i innych parametrów płynu. To wizualnie interesujące zjawisko nosi nazwę normal-field instability i jest zarówno przedmiotem badań naukowych, jak i narzędziem tworzenia nietypowych instalacji artystycznych.

    Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.Kwas cytrynowy (E330) – organiczny związek chemiczny z grupy hydroksykwasów karboksylowych. Zawiera 3 grupy karboksylowe.

    Zastosowania[ | edytuj kod]

    Ferrofluidy, jako klasa cieczy inteligentnych, są przedmiotem intensywnych badań naukowych, i znalazły szereg zastosowań we współczesnym przemyśle. Stosowane są między innymi w nowoczesnych głośnikach, układach chłodzących, pomiarowych, a także w przemyśle zbrojeniowym.

    Surfaktanty, tensydy - są to związki chemiczne, które kiedy są obecne w niskim stężeniu w danym układzie, mają właściwość adsorbowania się na powierzchni lub granicy faz układu, zmieniając do pewnego stopnia ich swobodną energię. Każdy surfaktant jest środkiem powierzchniowo czynnym, lecz nie każda substancja powierzchniowo czynna jest surfaktantem (np. etanol). Cechą charakterystyczną surfaktantów jest zdolność tworzenia miceli. Nazwa "Surfaktant" pochodzi od ang. SURFace ACTive AgeNTs - "substancje powierzchniowo czynne".Ciecz magnetoreologiczna (ang. magnetorheological fluid) – substancja zbliżona do ferrofluidu, ale składająca się zwykle z o rząd wielkości większych drobin ferromagnetyku. Pod wpływem silnych pól magnetycznych, lepkość dynamiczna tej cieczy ulega znacznym zmianom.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • ciecz magnetoreologiczna
  • ciecz elektroreologiczna
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Marek Ples: Prosty sposób produkcji ferrofluidu - opis po polsku.. Weird Science. [dostęp 2015-02-11].

    Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • Ferrofluidy na stronie MIT (ang.)
  • Procedura otrzymywania wodnego ferrofluidu według uniwersytetu Wisconsin (ang.) - dokładny opis z filmami
  • Instrukcje produkcji ferrofluidu w warunkach domowych (ang.)
  • Galeria artystki Sachiko Kodamy (jap.) wykorzystującej ferrofluidy w swojej twórczości
  • Sedymentacja (łac. sedimentum = osad) – proces opadania zawiesiny ciała stałego w cieczy w wyniku działania siły grawitacji lub sił bezwładności. Sedymentacji ulegają zawiesiny o gęstości większej niż gęstość cieczy. Sedymentacja prowadzi więc do rozdziału substancji niejednorodnych, a kryterium podziału jest gęstość.Pole magnetyczne – stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia, w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego albo obu.




    Warto wiedzieć że... beta

    Paramagnetyzm - zjawisko magnesowania się makroskopowego ciała w zewnętrznym polu magnetycznym w kierunku zgodnym z kierunkiem pola zewnętrznego. Substancja wykazująca takie własności to paramagnetyk, jest on przyciągany przez magnes, jednak znacznie słabiej niż ferromagnetyk. W niezbyt niskich temperaturach oraz dla niezbyt silnych pól magnetycznych paramagnetyki wykazują liniową zależność namagnesowania od pola zewnętrznego, co wyraża wzór:
    Kwas oleinowy (łac. oleum – olej), CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH – organiczny związek chemiczny z grupy jednonienasyconych kwasów tłuszczowych typu omega-9. Jest cis-izomerem kwasu elaidynowego.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.018 sek.