Ενδιαφέρων

Τα αξιοθέατα του μαγνητικού μαλακού υλικού που μόλις αναπτύχθηκαν από το Berkeley Lab είναι ατελείωτα

Τα αξιοθέατα του μαγνητικού μαλακού υλικού που μόλις αναπτύχθηκαν από το Berkeley Lab είναι ατελείωτα


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.

Τόσες πολλές από τις απλότητες του κόσμου της μηχανικής που απολαμβάνουμε εδώ και δεκαετίες, και πιθανότατα θεωρούμε σε μεγάλο βαθμό δεδομένες, βασίζονται στην τεχνολογία μαγνητών. Τα πάντα, από ηλεκτρικούς κινητήρες έως ηχεία ήχου έως πιστωτικές κάρτες χρησιμοποιούν μαγνήτες στερεάς βάσης για να λειτουργήσουν. Μια ομάδα ερευνητών στο Berkeley Lab μόλις πήρε καθιερωμένες ιδέες στο παιχνίδι μαγνητών στο επόμενο επίπεδο χρησιμοποιώντας έναν εξειδικευμένο τρισδιάστατο εκτυπωτή για τη δημιουργία μιας νέας ουσίας, που δεν έχει ξαναδεί ποτέ στην επιστήμη, η οποία είναι μαγνητική και υγρή.

Περιμένετε, δεν υπήρχαν προηγουμένως υγροί μαγνήτες με τη μορφή σιδηρορευστών;

Αυτό το νέο υλικό δεν πρέπει να συγχέεται με τα παραδοσιακά σιδηρορευστά, τα οποία είναι απλά σωματίδια σιδήρου-οξειδίου σε μορφή διαλύματος που καθίστανται πολύ μαγνητισμένα όταν υπάρχει ένας άλλος μαγνήτης. Τα Ferrofluids, ωστόσο, έδωσαν έμπνευση στους μελετητές που αναζητούσαν έναν τρόπο να κάνουν μαγνήτες τόσο λικέρ όσο και φιλικά προς τον εκτυπωτή.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΝΕΟΣ ΕΙΔΟΣ ΜΑΓΝΗΤ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΤΑΙ

Λαμβάνοντας υπόψη τη συμπεριφορά των σιδηρορευστών, ο Tom Russell, καθηγητής της επιστήμης και της μηχανικής πολυμερών στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, και ο συγγραφέας της παρούσας μελέτης, Xubo Liu, διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο Χημικής Τεχνολογίας του Πεκίνου, ηγήθηκε της δαπάνης για το παρελθόν επτά χρόνια για την ανάπτυξη όλων των υγρών δομών που θα μπορούσαν ταυτόχρονα να εκτυπώνονται 3D.

Παρακολουθήστε τα παραδοσιακά σιδηρορευστά σε δράση στο παρακάτω βίντεο.

Ποια είναι λοιπόν η επιστήμη πίσω από αυτό;

Με την τεχνολογία εκτύπωσης 3D που βοήθησε ο πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής του Berkeley Lab, Joe Forth, αυτή η ομάδα εκτύπωσε σταγονίδια διαλύματος σιδήρου που περιέχει σωματίδια σιδήρου-οξειδίου όχι μεγαλύτερη από μια πρωτεΐνη αντισώματος (περίπου 20 νανόμετρα σε διάμετρο).

Οι βοηθοί επιστήμονες Brett Helms και Paul Ashby χρησιμοποίησαν μικροσκοπία ατομικής δύναμης και επιφανειακή χημεία για να παρατηρήσουν ότι ένα φαινόμενο που ονομάζεται «διασύνδεση διεπιφανείας» συνέβαινε μεταξύ των δύο υγρών. Ουσιαστικά αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα νανοσωματίδια να συσσωρεύονται στην επιφάνεια του σταγονιδίου. Η έκθεση σε ένα μαγνητικό πηνίο έκανε τα νανοσωματίδια του σιδήρου-οξειδίου προσωρινά μαγνητικά.

Η μαγεία συνέβη όταν αφαιρέθηκε το μαγνητικό πηνίο και το συνεργείο του Berkeley Lab παρατήρησε τα σταγονίδια να έλκονται το ένα προς το άλλο σε ένα είδος συγχρονισμένου, στροβιλισμένου χορού. Ο μαγνητισμός των σταγονιδίων αποδείχθηκε μόνιμος και σε επακόλουθα τυπικά πειράματα μαγνητομετρίας, αυτοί οι νέοι μαγνητικοί μαγνήτες εμφάνισαν ενοποιημένη κίνηση βορρά-νότου - όπως και οι συμπαγείς μαγνήτες.

Τα μπλοκαρισμένα νανοσωματίδια σιδήρου-οξειδίου που παρατηρούνται στην επιφάνεια του σταγονιδίου μεταφέρουν κατά κάποιο τρόπο τη μαγνητισμό που λαμβάνουν από το πηνίο σε ολόκληρο το σταγονίδιο.

Το πιο δροσερό είναι ότι είναι και οι μετατοπιστές σχήματος

Αυτά τα μαγνητισμένα σταγονίδια συνέχισαν να εκπλήσσουν τους ερευνητές τους διατηρώντας τις μαγνητικές τους ιδιότητες, ανεξάρτητα από το πόσο μικρή ήταν η διαίρεση μεταξύ τους ή τι σχήμα αναγκάστηκαν να κατοικήσουν. Στερεά σχήματα σε σφαίρες σε σπειρώματα που μοιάζουν με ανθρώπινα μαλλιά, όλα είχαν την ίδια μαγνητική ισχύ με το αρχικό σταγονίδιο.

Οι υγροί μαγνήτες φαίνεται επίσης να έχουν την ικανότητα να ρυθμίζονται καλύτερα για εναλλαγή μεταξύ μαγνητικής και μη μαγνητικής λειτουργίας. Όταν αλλάζουν σε μαγνητική λειτουργία, οι κινήσεις τους μπορούν να κατευθύνονται από έναν εξωτερικό μαγνήτη που λειτουργεί από απόσταση.

Τι μπορούμε να κάνουμε με αυτό το νέο μαγνητισμένο υγρό υλικό;

Οι εφαρμογές για μαγνήτες υγρού είναι αμέτρητες. Οι συνομιλίες προωθημένων υγρών ρομπότ που χρησιμοποιούνται για κυτταρική θεραπεία και χειρουργικές επεμβάσεις όλων των ειδών αφθονούν. Τα ευέλικτα ρομπότ που μπορούν να αλλάξουν το σχήμα τους για να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους, οι αναβαθμίσεις στις σαρώσεις μαγνητικής τομογραφίας και τα νέα πεδία της θεραπείας ασθενειών μπορούν όλοι να θεωρηθούν ως μελλοντικοί ή τρέχοντες ευεργέτες αυτής της απίστευτης ανακάλυψης. Στην επιστήμη των μαγνητών, τα αντίθετα προσελκύουν και αυτή η συναρπαστική νέα υγρή μαλακή ύλη έρχεται εξοπλισμένη με μερικές πολύ συμπαγείς πιθανές χρήσεις.


Δες το βίντεο: Liberty Machine, Inc. MACHINE SHOP TOUR! (Ενδέχεται 2022).