Szerkesztő:UjvariSzerena/Ferrofluid

Mágnesre helyezett üveglapon található ferrofluid

A ferrofluid [[1]] (latin eredetű "ferrum" (vas) és "fluidum" (folyadék) szavakból tevődik össze) egy olyan folyadék, mely mágneses térben erősen polarizálható. A ferrofluidok olyan kolloid keverékek, melyek nanoméretű ferromágneses részecskéket tartalmaznak, melyeket általában szerves oldószer vagy más folyadék szállít. A ferromágneses nanorészecskéket felületaktív anyaggal vonják be, mely meggátolja, hogy a mágneses valamint a van der Waals-erők hatására egy bizonyos pontba felhalmozódjanak vagy összetapadjanak. Annak ellenére, hogy a ferrofluid elnevezés ferromágneses tulajdonságra utalhatna, ezek a kolloidok csak külső mágneses tér jelenlétében mutatnak ferromágneses tulajdonságot. Viszont paramágneses tulajdonságuk jelentős, nagy mágneses szuszceptibilitásuknak (polarizálhatóság) köszönhetően. Jelenleg permanens mágneses fluidumokat igen nehezen tudnak előállitani. A különbség a ferrofluid és a mágneses RH (magneto-rheological) folyadék között az alkotórészecskék mérete. A ferrofluidban található részecskék nanoméretűek, és jellemző rájuk a Brown-mozgás, így normál körülmények között nem ülepednek le. A mágneses RH folyadékok mikrométer nagyságú részecskéket tartalmaznak, amelyek túl nehezek a Brown-féle mozgás fenntartásához, ezért bizonyos idő elteltével a hordozó folyadék és a részecskék közti sűrűségkülönbség miatt leülepszenek.

Leírás

Ferrofluid olajos közegben a mágnes pólusai köré tömörül

A ferrofluidokban nanoméretű részecskék vannak, átmérőjük körülbelül 10 nanométer vagy kevesebb. Ezek magnetit, hermatit vagy más vasalapú részecskék amelyek elég kicsik ahhoz, hogy hőmozgás során szétoszoljanak a hordozó folyadékban és hogy a fluidnak mágneses tulajdonságot kölcsönözzenek. A vasalapú részecskéket egy felületaktív folyadékréteg fedi, amelyet olajhoz vagy vízhez adva biztosítja a ferrofluid folyadék jellegét. Annak köszönhetően, hogy a ferrofluidban két halmazállapot létezik (szilárd fém és folyadék) külső mágneses tér hatására fázisátalakulást szenved ezért különböző technikai alkalmazásokra használatosak. Az igazi ferrofluidok stabilak, ami azt jelenti, hogy a szilárd részecskék nem tapadnak össze vagy nem válik szét a két fázis, még nagyon erős mágneses tér hatására sem. Hátránya, hogy idővel, néhány év elteltével a felületaktív anyag, amely a részecskéket borítja lebomolhat és így a részecskék összesűrűsödnek egy adott pontba. Ha ez bekövetkezik a ferrofluid többé nem reagál a külső mágneses mező hatásra. A ferrofluidok ugyanakkor érzékenyek a nagyon magas hőmérsékletekre, amely Curie hőmérséklet néven ismert, ezen a hőmérsékleten elveszítik mágneses tulajdonságaikat. A nanorészecskék összetétele miatt minden ferrofluidra más specifikus hőmérséklet jellemző, amelyen még megőrzik stabilitásukat.

Felhasználás

Ferrofluid mágneses tér hatása alatt.

• Elektronikus készülékek:

A ferrofluidokat folyékony szigetelőanyagként használják a merevlemezek meghajtott tengelye körül. A forgó tengelyek mágnesekkel vannak körülvéve. A tengely és a mágnes közti résben elhelyezett kis mennyiségű ferrofluidot stabilan tartja a mágneses tér. A mágneses részecskékből álló fluidum egy védőburkolatot képez amely megakadályozza, hogy a por a merevlemezre jusson.

• Orvostudomány:

Az orvostudományban kontrasztanyagként használják az MRI (mágneses magrezonancia képalkotás) készülékeknél, rákos sejtek kimutatásához. Ebben az esetben a ferrofluidok vas-oxid nanonrészecskéket tartalmaznak.

• Optika:

A tudósok olyan formát változtató ferrofluid tükör készítésével kísérleteznek, melyet a Föld felszínén elhelyezett csillagászati teleszkópokban tudnak használni.

Források

A cikk vázlata az angol nyelvű Wikipédia cikkjének fordítása.

További források: Ferrohydrodynamics (1985), Ronald. E. Rosensweig