Ferrofluid
A ferrofluid (latin eredetű "ferrum" (vas) és "fluidum" (folyadék) szavakból tevődik össze) 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 előállítani. 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.
Tartalomjegyzék |
Leírás [szerkesztés]
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 a fluidnak mágneses tulajdonságot kölcsönözzenek. A vasalapú részecskéket 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 lebomolhat a felületaktív anyag, amely a részecskéket borítja, 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 hőmérsékletre, 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 [szerkesztés]
- Elektronikus készülékek:
A ferrofluidokat folyékony tömítésként 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 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 nanorészecskéket tartalmaznak.
- Optika:
A tudósok olyan formáját változtató ferrofluid tükör készítésével kísérleteznek, melyet a Föld felszínén elhelyezett csillagászati teleszkópokban tudnak használni.
Fordítás [szerkesztés]
Ez a szócikk részben vagy egészben a Ferrofluid című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.
Források [szerkesztés]
- Ronald E. Rosensweig: Ferrohydrodynamics (1985)
