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神奇的鐵磁流體玩具

這是壹張貼在Raddit上的動圖。畫面中,層層黑油順著螺絲滑下,光看畫面就讓人覺得很爽。這款鐵磁流體玩具將磁性物質常見的固態變為可流動的“液態”形式,打破常規,向我們展示了只有在科幻片或魔術中才能看到的東西。

鐵磁流體又稱磁性液體或磁性液體,是壹種新型的功能材料,既有液體的流動性,又有固體磁性材料的磁性。它是由直徑為納米(10 nm以下)的磁性固體顆粒、載液(也稱介質)和表面活性劑組成的穩定膠體液體。這些磁性顆粒分布均勻,即使將磁流體放在強力磁鐵周圍,也依然可以穩定分布,同時液態表現出磁性。

當磁鐵靠近上圖中的釘子時,會在釘子周圍施加壹個磁場。這樣壹來,磁流體就會沿著看不見的磁感應線分布,形成尖峰狀,頗有哥特式建築的韻味。表面鐵磁性顆粒被表面活性劑包裹,可以防止它們因分子間力和磁力而團聚。同時,重力拉動液體沿著螺桿滑下,最終形成層層高峰。這種形態的形成也符合能量最小原理,也就是說形成這種峰形形態所需的能量是最少的。

當然,妳也可以多拿幾塊磁鐵,改變外磁場,隨意給磁流體壹個凹形~或者妳也可以拿壹塊磁鐵走磁流體。

磁流體力學主要應用在三個方面:天體物理、受控熱核反應和工業。

宇宙中的恒星和星際氣體都是等離子體,都有磁場,所以磁流體力學首先在天體物理、太陽物理和地球物理中得到發展和應用。目前關於太陽的研究課題包括:太陽磁場的性質和起源,磁場對日冕、黑子和耀斑的影響。此外還有:存在行星際力場的可能性,太陽風與地球磁場相互作用產生的弓形沖擊波,新恒星和超新星的爆炸,地球磁場的起源等等。

磁流體力學在受控核反應中的應用,可能使人類從海水中的氘(氫的壹種同位素)獲得巨大的能量。而對於氘氚混合物,我們需要的溫度達到5000萬到654.38+0億攝氏度,對粒子密度和約束時間也有更高的要求。這時候就輪到環形磁約束裝置了。這壹應用的出現使受控熱核反應的研究更加方便。

當飛行器進入大氣層時,沖擊波與空氣的摩擦使飛行器表面空氣受熱電離成等離子體,因此可以利用磁場控制對飛行器的傳熱和阻力。只是因為這個磁場裝置太重,想法還沒有實現。

此外,電磁流量計、電磁制動、電磁軸承理論、電磁激波管也是磁流體力學在工業應用上的成果。

精明的商人早已發現了鐵磁流體吸金的潛力,市面上也有很多種類的以鐵磁流體為賣點的小玩具。

思想者是玩具界的壹股清流,主打“流動磁鐵”的廣告,本質是磁流體。

這個名為“思想者”的鐵磁流體模型由壹個封閉的外殼組成,外殼中裝有3毫升永久磁化的鐵磁流體。不過,出於美觀的考慮,Thinker也可以將封閉瓶中原來的黑色鐵磁流體換成藍色或金色,效果更好。

目前,這種獨特的“玩具”鐵磁流體已經登陸眾籌網站Kickstarter。團隊最初的籌款目標是7000美元,但現階段的籌款金額已經達到15000美元,遠遠超過了預期目標。這個集高科技和未來科幻感於壹身的小玩具思考者,拿出來絕對能讓別人羨慕。用作魔法道具,無論是冷冰冰的學霸,還是清新可愛的少女,壹定會讓妳印象深刻。

如果想要更高端的遊戲,也可以自己在家自制磁流體。雖然只有在實驗室環境下才能得到純凈優質的磁流體,昂貴的設備材料加上專業的知識儲備讓人望而卻步,但本著make的精神,我們只需要知道這只是磁性顆粒(打印機用的墨粉)+基液(植物油)+表面活性劑(洗潔精)的組合!

材料:磁帶或打印機硒鼓、植物油、丙酮、桶和清潔劑。

如果要制造磁流體,當然要先找到磁性粒子。理論上,我們應該用化學沈澱法制備納米Fe3O4。當然,在家裏,妳也可以用打印機硒鼓裏的碳粉代替。什麽?!連硒鼓都沒有?總有舊磁帶,是時候把家裏的存貨拿出來,讓它們重新發光了。

這些磁性材料粘在磁帶上,所以我們應該先把它們清理幹凈。妳可以在五金店買到作為油漆/清潔劑的丙酮,或者在當地藥店買到作為洗甲水的丙酮。五金店的丙酮雖然貴了點,但純度往往很高,建議購買。

吸入丙酮蒸氣有害健康,應盡量在室外操作。另外,如果從五金店購買丙酮,要註意避免皮膚直接接觸,最好戴橡膠手套。

把膠帶拆開,拉出膠帶放在桶裏,然後倒入丙酮攪拌,蓋上保鮮膜,靜置壹小時,再攪拌,以此類推。完成後,妳會在桶底發現壹些黑色粉末,這些類似磁流體的氧化鐵會慢慢越積越多。

將氧化鐵放入容器中晾幹。

幹燥後加入植物油作為基液,對!就是妳每天吃的大豆油和玉米油。油和粉的比例是1:1.5。如果氧化鐵粉末不能均勻分布,可以滴兩滴清潔劑,有助於增加油的表面張力,使其與氧化物混合更均勻。最後拿著磁鐵在瓶子邊緣晃動,可以看到圖中的現象。至此,廉價磁流體就完成了。去試試能玩出什麽炫酷的效果吧!

源參考

/61426-鐵磁流體-gif.html

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/article/85/126/2016/20161205455271 . html

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