Ферромагнитная жидкость

Ферромагнитная жидкость — жидкость, сильно поляризующаяся в присутствии магнитного поля.

Иными словами при приближении  обычного магнита к этой жидкости она начинает вытворять определенные движения: вскакивает как ежик, липнет к магниту, поднимается горбом.

Несмотря на название, ферромагнитные жидкости не проявляют ферромагнитных свойств, поскольку не сохраняют остаточной намагниченности после исчезновения внешнего магнитного поля.

Ферромагнитные жидкости представляют собой коллоидные дисперсии магнитных материалов (ферромагнетиков: магнетита, ферритов) с частицами размером от 5 нанометров до 10 микрометров, стабилизированные в полярной (водной или спиртовой) и неполярной (углеводороды и силиконы) средах с помощью поверхностно-активных веществ или полимеров.

ПАВ образует защитную оболочку вокруг частицы и препятствует их слипанию (из-за Ван-дер-Ваальсовых или магнитных сил)

Ферромагнитные жидкости сохраняют устойчивость в течение двух-пяти лет и обладают при этом хорошей текучестью в сочетании с магнитными свойствами. Под воздействием сильного вертикально направленного магнитного поля поверхность жидкости с парамагнитными свойствами самопроизвольно формирует регулярную структуру из складок. Этот эффект известен как «нестабильность в нормально направленном поле».

• Эксперименты с ферромагнитной жидкостью

С 2000-х годов Сачико Кадама (японский ученый, художник, физик-гуманитарий) начинает работать над серий инсталляций, материалом для которых служит ферромагнитная жидкость. Автор техники «Ферромагнитная скульптура».

• Применение: преобразование энергии колебательного движения в электрическую

Устройство, представляющее собой катушку, внутри которой находится  ампула с магнитной жидкостью.

Малейший толчок или изменение  наклона приводит к перетеканию  жидкости, а значит, и к изменению  магнитного потока.

Подобное устройство может  снабжать энергией миниатюрный радиоприёмник  или электронные часы. Оно способно преобразовывать удары капель дождя  по крыше в электрический ток  и 

получать таким образом энергию.

• Применение: магнитная сепарация руд

Неоднородное магнитное  поле приводит к уплотнению магнитной  жидкости, вследствие чего всплывают  немагнитные частицы высокой  плотности — медные, свинцовые, золотые. Поскольку неоднородность магнитного поля легко изменять в широких  пределах, можно заставить плавать  частицы определённой плотности.

• Применение: машиностроение

Ferrari использует ферромагнитные жидкости в некоторых моделях машин для улучшения возможностей подвески. Под воздействием электромагнита, контролируемого компьютером, подвеска может мгновенно стать более жесткой или более мягкой.

• Применение: медицина
• В настоящее время ведется много экспериментов по использованию ферромагнитных жидкостей для удаления и диагностики опухолей. Феромагнитная жидкость вводится в опухоль и подвергается воздействию быстро меняющегося магнитного поля, и выделяющееся от трения тепло может разрушить опухоль.
• Применение

Ферромагнитные жидкости используются при изготовлении жестких дисков. Она наносится на вращающиеся оси дисков, тем самым препятствуя попаданию мусора извне.

Также ферромагнитная жидкость  используется в динамиках высоких частот, для отвода тепла от звуковой катушки и для подавления резонанса.

• Любителям экспериментов…

Данную ферромагнитную жидкость довольно просто сделать своими руками дома.

 
Для этого нам необходимо масло (моторное или подсолнечное или другое) и  тонер (порошок) для лазерного принтера. 
 
Эти два ингредиента нужно смешать на глаз до густоту сметаны.  
Для лучшего эффекта можно погреть на водяной бане, помешивая, минут 20-30.

Но учтите - не каждый тонер для принтера хорошо магнитить. Соответственно надо брать наилучший.

Ferrite - как диковинная настольная игрушка для продажи. Магнитное поле можно создавать чем угодно. В комплекте идут два или три сильных магнита, чтобы было чем поиграть. Стоимость - от сотни долларов.

Интересные факты:

• В 1927 году Томас Парнелл, профессор австралийского университета Квинсленда, поставил эксперимент по демонстрации студентам жидкостных свойств битуминозной смолы — вещества, твёрдого в обычном состоянии. Нагрев смолу, он залил её в закупоренную стеклянную воронку и закрыл сверху, а через три года отрезал нижнюю часть воронки, позволив формироваться каплям. Первая капля упала в 1938 году, следующие падали примерно с таким же интервалом — всего на сегодняшний день зафиксировано 8 капель. Этот опыт считается самым длинным непрерывным лабораторным экспериментом в истории.
• Вода может замёрзнуть в трубопроводе при температуре +20 °C, если в этой воде присутствует метан (если быть точнее, из воды и метана образуется газовый гидрат). Молекулы метана «расталкивают» молекулы воды, так как занимают больший объём. Это приводит к понижению внутреннего давления воды и повышению температуры замерзания.
• Воздействие инфразвука на человека весьма своеобразно. Известен такой интересный случай. Как-то в театре для пьесы о временах Средневековья заказали знаменитому физику Р. Вуду (1868-1955) огромную органную трубу, около 40 метров длиной. Труба издает тем ниже звук, чем она длиннее. Такая длинная труба должна была издать уже не слышимый человеческим ухом звук. Звуковая волна в 40 м длиной соответствует частоте около 8 Гц. А это вдвое ниже нижнего предела слышимости человека по высоте. Конфуз получился, когда попробовали на спектакле воспользоваться этой трубой. Инфразвук такой частоты хотя и не был слышим, но близко подошел к так называемому альфа-ритму человеческого мозга (5 – 7 Гц). Колебания такой частоты вызвали у людей чувство страха и паники. Зрители разбежались, устроив при этом давку. Такие частоты вообще опасны для человека.

Подобными колебаниями некоторые  даже объясняют таинственные события в океане, например в Бермудском треугольнике, когда с кораблей исчезают люди. Ветер, отражаясь от длинных волн в океане, может породить инфразвук, губительно действующий на психику людей. Согласно этой гипотезе, люди на кораблях впадают в панику и сами выкидываются за борт.