icon-star icon-cart icon-close icon-heart icon-info icon-pause icon-play icon-podcast icon-question icon-refresh icon-tile icon-users icon-user icon-search icon-lock icon-comment icon-like icon-not-like icon-plus article-placeholder article-plus-notepad article-star man-404 icon-danger icon-checked icon-article-edit icon-pen icon-fb icon-vk icon-tw icon-google
Надежда Орехова
Обучение

Феррожидкость: что это такое?

  • 4033
  • 7

Феррожидкость: что это такое?

М
Можете ли вы представить, что из жидкости строят объемные картины и даже целые скульптуры? Можете ли представить, как острые лепестки причудливого цветка прямо на ваших глазах распускаются прямо из ничего, из идеально гладкой поверхности жидкости? Возможно ли увидеть это чудо воочию, без видеомонтажа?

Возможно, если это – феррожидкость. Внешне она выглядит как очень густая маслянистая жидкость, благодаря высокому коэффициенту поверхностного натяжения напоминающую зеркало. Но только до тех пор, пока к ней не подведут направленное перпендикулярно к ее поверхности магнитное поле. Тогда мельчайшие частички ферромагнетика, взвешенные в этой жидкости, выстраиваются вдоль силовых линий этого поля, образуя объемные фигуры самой причудливой формы.

В состав феррожидкости входит основа – органическая жидкость (это может быть вода, масло, вообще любой органический раствор), поверхностно-активное вещество (чтобы частицы не слипались), и сами наночастицы ферромагнетика – мельчайшие (порядка 10 нм) магнитные частицы. Свойства этой жидкости в обычном состоянии ничем не отличаются от свойств других коллоидных взвесей, по своим же магнитным свойствам она превосходит любые другие жидкости во много раз, естественно, при подведении к ней магнитного поля. После того, как магнитное поле перестает действовать на феррожидкость, она полностью восстанавливается, показывая высокую стабильность. В отличие от естественных ферромагнетиков, она полностью размагничивается при снятии магнитного поля, не оставляя даже следов остаточной намагниченности.

Идеально гладкая под воздействием силы поверхностного натяжения и силы тяжести, под воздействием силы магнитного поля поверхность феррожидкости начинает слегка рябить, затем рябь усиливается, по мере увеличения силы и скорости магнитного потока поверхность вспухает острыми пиками, и при каком-то критическом значении на некоторое время образовывает неподвижные скульптуры из застывших пиков. Ученые называют эту структуру «неустойчивостью Розенцвейга».

Именно Рональд Розенцвейг впервые наблюдал это явление еще в шестидесятых годах прошлого столетия в лабораториях Массачусетского технологического института США, а затем и описал его в своей научной статье "Ferrohydrodynamics".

Меняя скорость и силу магнитного потока, то есть, свойства магнитного поля, можно получить самые различные образы и фигуры, а если сделать разноцветную подсветку поверхности жидкости, то зрелище получается и вообще абсолютно завораживающее, сродни тому, как языки пламени образуют хитросплетения разных форм и оттенков. Только здесь игра пиков правильной формы, но разных размеров, да цвет подсветки усиливается игрой металлического блеска поверхности феррожидкости.

Для чего же создаются феррожидкости? Неужели только для того, чтобы потешить избалованных обывателей принципиально новым видом зрелищного искусства? Нет, конечно. Эти принципиально новые материалы применяются, например, в приводах магнитных и оптических дисков, для максимального снижения трения в подшипниках, используясь в них в виде смазки.

Разумеется, это не единственный возможный вариант применения феррожидкости. Есть и другие, не менее интересные. Например, есть данные (правда, пока неподтвержденные), что для усиления жесткости пружины амортизатора в джипах Хаммер амортизационная пружина помещается в колбу с феррожидкостью. Подводимый ток нажатием кнопки водителем делает феррожидкость (и пружину вместе с ней) более твердой.

Какие еще открытия сулит нам развитие науки и технического прогресса, не может сказать, наверное, никто, но понятно каждому, что любое из них можно использовать не только в производственных и научных целях, но и для того, чтобы наша жизнь стала интереснее и ярче. «О, сколько нам открытий чудных готовит просвещенья дух…»

tra
Василий Модеров

В иллюстрации использован кадр из видео про феррожидкость. Очень рекомендую его посмотреть.

deb
Светлана Шибунская

Надежда, кстати, я тоже его смотрела, хотела приготовить этот материал, но у Вас получилось очень классная статья! Я даже не сожалею, что не успела. Вам большой плюс.

deb
Елена Хламова

Когда увидела эту тему в списке, предложенных администрацией, подумала, что это имеет отношение к автотранспорту. И пропустила ее. Но, оказывается,это такая интересная штука. Надежда, спасибо, что сделали для меня такое открытие.

Вам необходимо или зарегистрироваться, чтобы оставлять комментарии
выбор читателя

Выбор читателя

16+