المواد

15 حقائق مغرية عن السوائل المغناطيسية

15 حقائق مغرية عن السوائل المغناطيسية



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

طورت وكالة ناسا لأول مرة لبرنامج الفضاء ، ووجدت السوائل المغناطيسية طريقها إلى العديد من جوانب العالم الحديث. من استخدامها في مقاطع الفيديو الموسيقية إلى مكبرات الصوت وعمليات التصوير بالرنين المغناطيسي ، فإن السوائل المغناطيسية موجودة في كل مكان حولنا اليوم.

هنا نستكشف ماهيتها وكيف تعمل ونبين لك كيف تصنع واحدة لنفسك في المنزل.

ما هو السائل المغناطيسي؟

السوائل المغناطيسية ، وفقًا لـ Science Direct ، هي:

"الأنظمة الغروية التي تتكون من جسيمات نانوية مغناطيسية أحادية المجال مشتتة في سائل ناقل وهي أنظمة نموذجية ملائمة لاستكشاف الخصائص الأساسية لأنظمة الجسيمات النانوية المغناطيسية.

تميل هذه السوائل إلى البقاء في حالة سائلة حتى أثناء التحكم فيها أو تحريكها أو التفاعل معها بواسطة مجال مغناطيسي.

"الأساليب التقليدية لتحضير السوائل المغناطيسية تتضمن تقليب المادة المغناطيسية على المدى الطويل بكرات فولاذية لعدة أسابيع في وسط ناقل يحتوي على عامل التشتت.

في طرق الطحن هذه ، تم استخدام حمض الأوليك بشكل شائع لتثبيت التشتت في الكيروسين ووسط مشتت الهيدروكربونات الأخرى. "- 911 عالم المعادن.

هذه السوائل غير موجودة في الطبيعة وقد تم إنشاؤها لأول مرة بين منتصف الستينيات والسبعينيات. كان التحضير المبكر لهذه المواد الغريبة مكلفًا إلى حد ما وتكلفته 85 دولارًا لكل مل.

أدت هذه التكلفة المرتفعة في البداية إلى إعاقة تطبيق المواد في علوم المواد والمعادن. لكن البحث الذي أجراه مكتب المناجم الأمريكي في وقت لاحق باستخدام المغنتيت في تعليق الكيروسين قلل من حوله 1 دولار للتر.

ذات صلة: مصباح الحمم الفيروفلويد هذا هو ملحق مكتب مثالي

أحد الأمثلة يسمى السائل الممغنط ، أو السائل المغناطيسي. يصبح هذا السائل المغناطيسي ممغنطًا بقوة في وجود مجال مغناطيسي وقد طورته ناسا لأول مرة في أوائل الستينيات.

تم تطويره لإيجاد طريقة لنقل وقود الصواريخ السائل إلى مدخل مضخة في بيئة منخفضة الجاذبية أو انعدام الوزن.

تميل السوائل المغناطيسية ، مثل السوائل الممغنطة ، إلى أن تتكون من جسيمات نانوية المقياس ، وعادة ما يتم تغليف كل منها بمادة خافضة للتوتر السطحي لمنعها من التكتل معًا. عادة ما تفقد السوائل الممغنطة أي مغناطيسية مستحثة عند إزالتها من مجال مغناطيسي خارجي.

لهذا السبب ، تم تصنيفهم على أنهم "مغناطيسات فائقة".

ومع ذلك ، في عام 2019 ، نجح فريق من الباحثين من جامعة ماساتشوستس وجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية في تكوين سائل مغناطيسي يمكن أن يظل ممغنطًا بشكل دائم. لقد تحدى هذا الاختراق الاعتقاد الراسخ بأن المواد الصلبة الكثيفة ذات الشكل الثابت هي فقط القادرة على امتلاك هذه الخاصية.

كيف تعمل السوائل الممغنطة؟

تحتوي السوائل الحديدية ، كما رأينا ، على جزيئات صغيرة من أكسيد الحديد. عندما يُسحب مغناطيس بالقرب من السائل ، تنجذب إليه هذه الجسيمات.

يؤدي هذا عادةً إلى تكوين السائل لإبر أو مسامير رائعة المظهر. السبب في ذلك هو بسبب التفاعل المعقد للقوى المختلفة.

يتم سحب جزيئات أكسيد الحديد إلى المجال المغناطيسي ، وكذلك المجال المغناطيسي نفسه ينجذب إلى السائل.

تعمل الجسيمات والزيت معًا كواحد بفضل وجود الفاعل بالسطح. يقفل أحد طرفي المادة الخافضة للتوتر السطحي بإحكام على جزيئات أكسيد الحديد ، بينما يحتفظ الآخر أيضًا بالزيت.

هذا يمنع جزيئات أكسيد الحديد من التكتل معًا وفصلها عن حامل الزيت - كما سترى يحدث إذا قمت ببساطة بخلط جزيئات الزيت وأكسيد الحديد.

وبسبب هذا ، يتم توجيه السائل الممغنط ككل إلى أعمدة مركزة.

في الوقت نفسه ، تحاول الجاذبية سحب الأعمدة لأسفل بينما يتسبب التوتر السطحي للزيت في سحب كل عمود إلى نفسه مكونًا الإبر المميزة للسائل.

هل يمكنك لمس السوائل الممغنطة؟

يمكنك بالتأكيد ولكن لا ينصح بذلك. تعتبر السوائل الممرضة من أهم مسببات تهيج الجلد.

بمجرد ملامسة السائل الممغنط بإصبعك ، يبدأ السائل سريعًا في الانتقال إلى أعلى حواف إصبعك وحول الظفر.

هذا لا يبدو قبيحًا فحسب ، ولكنه قد يهيج بشرتك وسيؤدي إلى تهيجها. قد يترك أيضًا لونًا طويل الأمد على بشرتك.

15 معلومة جاهزة عن السوائل المغناطيسية

لذلك ، دون مزيد من اللغط ، إليك 15 حقيقة جاهزة حول المواد الرائعة التي هي سوائل مغناطيسية. هذه القائمة ليست شاملة وليست بترتيب معين.

1. تم تطوير السوائل المغناطيسية ، وتحديداً السوائل الممغنطة ، في الستينيات من قبل ستيف بابيل من وكالة ناسا للمساعدة في تحريك وقود الصواريخ في الجاذبية الدقيقة.

2. عندما تتعرض هذه السوائل لمجال مغناطيسي ، فإنها تميل إلى تكوين أشواك أو إبر مميزة.

3. معظم السوائل المغناطيسية لا تبقى ممغنطة في غياب مجال مغناطيسي خارجي.

4. السوائل الحديدية لها قدرة تلطيخ قوية ويمكن أن تلطخ الجلد والزجاج وحتى أسطح السيراميك.

5. يظل السائل الممغنط الحقيقي مستقرًا لفترة طويلة من الزمن. وذلك لأن الجسيمات الصلبة بداخلها لا تتكتل أو تنفصل بسبب الجاذبية.

6. يتم حاليًا التحقيق في الموائع الحديدية حاليًا لعلاج الأورام. الفكرة هي حقنها في الورم وتمزيقها باستخدام الحقول المغناطيسية.

7. من المأمول أن تساعد السوائل المغناطيسية في تطوير سوائل ذكية في المستقبل. يمكن أن تتغير هذه السوائل بين الحالة الصلبة والسائلة عند الطلب.

8. تم استخدام بعض السوائل الممغنطة في أنظمة تعليق السيارات. من خلال تغيير التيار الكهربائي من خلالها ، يضبط السائل صلابة التعليق استجابة لظروف القيادة.

9. أصبحت السوائل المغناطيسية أكثر شهرة كوسيلة فنية. تحتوي بعض متاحف الفنون والعلوم على معارض خاصة مخصصة لهذه السوائل الرائعة.

10. ربما لاحظت أيضًا السوائل الممغنطة في عدد قليل من مقاطع الفيديو الموسيقية أيضًا. فمثلا،رقاص الساعة تستخدم ferrofluid للفيديو الموسيقي للمسار ، ألوان مائية.

11. يتكون المائع الممغنط النموذجي من 5% المواد الصلبة المغناطيسية ، 10% السطحي و 85% السائل الناقل.

12. تعتبر المواد الخافضة للتوتر السطحي حيوية بالنسبة للسوائل الممغنطة لأنها تخفض التوتر السطحي بين المكونات السائلة والصلبة. عادةً ما يتم استخدام حمض الأوليك أو هيدروكسيد رباعي ميثيل الأمونيوم أو حمض الستريك أو ليسيثين الصويا لهذا الغرض.

13. وقد جربت وكالة ناسا أيضًا الموائع الممغنطة المتدفقة في حلقة مغلقة باستخدام مغناطيس كهربائي كنظام للتحكم في الارتفاع.

14. تستخدم السوائل المغناطيسية ، مثل السوائل الممغنطة ، في تقنيات مختلفة اليوم. تشتمل التطبيقات على مكبرات الصوت ومحركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر ومحركات العمود الدوار وكعامل تباين لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.

15. لا ينبغي الخلط بين السوائل الممغنطة والسوائل المغناطيسية (MR). يتكون الجزء الأخير من جسيمات بحجم ميكرومتر ستستقر بمرور الوقت تحت تأثير الجاذبية.


شاهد الفيديو: الصف الثالث العلوم كيف أستطيع أن استقصي المواد المغناطيسية وغير المغناطيسية 2 (أغسطس 2022).