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15 fatos atraentes sobre fluidos magnéticos

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Desenvolvido pela primeira vez pela NASA para o programa espacial, os fluidos magnéticos encontraram seu caminho em muitos aspectos do mundo moderno. De serem usados ​​em vídeos musicais a alto-falantes e varreduras de ressonância magnética, os fluidos magnéticos estão ao nosso redor hoje.

Aqui, exploramos o que são, como funcionam e mostramos como fazer um para você mesmo em casa.

O que é um líquido magnético?

Os fluidos magnéticos, de acordo com a Science Direct, são:

"Os sistemas coloidais que consistem em nanopartículas magnéticas de domínio único dispersas em um líquido transportador e são sistemas modelo convenientes para explorar as propriedades fundamentais dos sistemas de nanopartículas magnéticas."

Esses fluidos tendem a permanecer em um estado líquido, mesmo enquanto são controlados, movidos ou interagidos cineticamente por um campo magnético.

"Os métodos tradicionais de preparação de fluidos magnéticos envolvem a agitação de longo prazo do material magnético com bolas de aço por várias semanas em um meio de transporte contendo o agente de dispersão.

Nestes métodos de moagem, o ácido oleico era comumente usado para estabilizar dispersões em querosene e outros meios de dispersão de hidrocarbonetos. "- 911 Metalurgista.

Esses fluidos não existem na natureza e foram criados pela primeira vez entre meados dos anos 1960 e 1970. A preparação inicial desses materiais estranhos era bastante cara e custava cerca de $ 85 por ml.

Esse alto custo inicialmente freou a aplicação do material na ciência de materiais e minerais. Mas uma pesquisa posterior do Bureau of Mines dos EUA usando magnetita em uma suspensão de querosene reduziu o $ 1 por litro.

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Um exemplo é chamado de ferrofluido ou fluido ferromagnético. Este fluido magnético torna-se fortemente magnetizado na presença de um campo magnético e foi desenvolvido pela primeira vez pela NASA no início da década de 1960.

Ele foi desenvolvido para encontrar uma maneira de mover o combustível líquido de foguete para a entrada da bomba em um ambiente de baixa gravidade ou peso.

Os fluidos magnéticos, como os ferrofluidos, tendem a consistir em partículas em nanoescala, cada uma das quais geralmente será revestida com um surfactante para evitar que se aglutinem. Os ferrofluidos geralmente perdem qualquer magnetismo induzido quando removidos de um campo magnético externo.

Por esse motivo, eles são classificados como "superparamagnetos".

No entanto, em 2019, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Massachusetts e da Universidade de Tecnologia Química de Pequim conseguiu criar um fluido magnético que pode permanecer magnetizado permanentemente. Essa descoberta desafiou a crença estabelecida de que apenas sólidos densos com uma forma fixa eram capazes dessa propriedade.

Como funcionam os ferrofluidos?

Os ferrofluidos, como vimos, contêm minúsculas partículas de óxido de ferro. Quando um ímã é atraído para perto do líquido, essas partículas são atraídas para ele.

Isso normalmente faz com que o fluido crie agulhas ou pontas de aparência incrível. A razão para isso é por causa de uma interação complexa de várias forças.

As partículas de óxido de ferro são atraídas para o campo magnético, assim como o próprio campo magnético é atraído para o fluido.

As partículas e o óleo trabalham juntos como um, graças à presença de um surfactante. Uma extremidade do surfactante se fixa firmemente nas partículas de óxido de ferro, enquanto a outra também se fixa no óleo.

Isso evita que as partículas de óxido de ferro se aglutinem e se separem do carreador de óleo - como você veria acontecer se simplesmente misturasse óleo e partículas de óxido de ferro.

Por causa disso, o ferrofluido como um todo é direcionado para colunas concentradas.

Ao mesmo tempo, a gravidade tenta puxar as colunas para baixo, enquanto a tensão superficial do óleo faz com que cada coluna se contraia, criando as agulhas características do fluido.

Você pode tocar no ferrofluido?

Você certamente pode, mas não é recomendado. Os ferrofluidos são considerados os principais irritantes da pele.

Depois de entrar em contato com o ferrofluido com o dedo, o líquido rapidamente começa a subir pelas saliências do dedo e ao redor da unha.

Isso não só parece feio, mas pode irritar e irritar sua pele. Também pode deixar uma descoloração duradoura na pele.

15 fatos para levar sobre fluidos magnéticos

Então, sem mais delongas, aqui estão 15 fatos sobre os materiais maravilhosos que são fluidos magnéticos. Esta lista está longe de ser exaustiva e não está em uma ordem específica.

1. Fluidos magnéticos, principalmente ferrofluidos, foram desenvolvidos na década de 1960 por Steve Papell da NASA para ajudar a mover o combustível de foguetes em microgravidade.

2. Quando esses fluidos são submetidos a um campo magnético, eles tendem a formar pontas ou agulhas características.

3. A maioria dos fluidos magnéticos não permanece magnetizada na ausência de um campo magnético externo.

4. Os ferrofluidos têm grande capacidade de manchar e podem manchar a pele, o vidro e até mesmo as superfícies de cerâmica.

5. Um ferrofluido verdadeiro permanece estável por um longo período de tempo. Isso ocorre porque as partículas sólidas dentro deles não se aglomeram ou se separam devido à gravidade.

6. Ferrofluidos estão atualmente sendo investigados para tratar tumores. A ideia é injetá-los no tumor e separá-los usando campos magnéticos.

7. Espera-se que os fluidos magnéticos possam ajudar a desenvolver líquidos inteligentes no futuro. Esses líquidos podem mudar de estado entre sólido e líquido sob comando.

8. Alguns ferrofluidos têm sido usados ​​em sistemas de suspensão de automóveis. Ao variar uma corrente elétrica através deles, o fluido ajusta a rigidez da suspensão em resposta às condições de direção.

9. Os fluidos magnéticos estão se tornando mais populares como meio artístico. Alguns museus de arte e ciência têm exposições especiais dedicadas a esses incríveis líquidos.

10. Você também deve ter notado ferrofluidos em mais do que alguns videoclipes. Por exemplo,Pêndulo usou ferrofluido para o videoclipe da faixa, Aquarela.

11. Um ferrofluido típico consiste em 5% sólidos magnéticos, 10% surfactante, e 85% fluido transportador.

12. Os surfactantes são vitais para os ferrofluidos, pois reduzem a tensão superficial entre os componentes líquido e sólido. Normalmente, o ácido oleico, hidróxido de tetrametilamônio, ácido cítrico ou lecitina de soja são usados ​​para esta finalidade.

13. A NASA também fez experiências com o fluxo de ferrofluidos em um circuito fechado com eletroímãs como sistema de controle de altitude.

14. Fluidos magnéticos, como ferrofluidos, são usados ​​em várias tecnologias hoje. As aplicações incluem alto-falantes, discos rígidos de computador, motores de eixo rotativo e como agente de contraste para ressonâncias magnéticas.

15. Ferrofluidos não devem ser confundidos com fluidos magnetoreológicos (MR). O último consiste em partículas em escala micrométrica que se acomodarão com o tempo sob a gravidade.


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