سحر وسحر السائل المغناطيسي مذهل بكل بساطة! ستظهر الأنماط والمنحوتات الجميلة بشكل رائع دون صعوبة كبيرة لأي شخص. هذه لعبة فيزيائية رائعة لتخفيف التوتر وأكثر من ذلك.

لصنع سائل مغناطيسي ، تحتاج فقط إلى مكونين - مسحوق الحديد وآلة أو زيت نباتي ، ويفضل أن يكون ذلك مع حد أدنى من اللزوجة. يجدر الجمع بينهما وجلب المغناطيس وستحدث معجزة. كل هذا مضحك للغاية ، ولكن هناك أيضًا تطبيق عملي. بالطبع ، ليس واحدًا فقط! على سبيل المثال ، تم استخدام السائل المغناطيسي منذ فترة طويلة كختم للأعمدة الدوارة ، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من عمر الآليات وتقليل مستوى الضوضاء. بالإضافة إلى ذلك - مواد التشحيم المغناطيسية غير المتسربة ، وامتصاص الصدمات المغناطيسية ، والصمامات المغناطيسية. حتى في الطب ، كان هناك استخدام للسائل المغناطيسي. وبالطبع الطلاء المغناطيسي. وهذه ليست القائمة الكاملة. كلاهما جميل ومفيد. يمكنك شراء مغناطيس قوي من متجر صيني عبر الإنترنت. اقرأ المزيد من المواد الممتعة عن.

كيفية صنع الموائع الممغنطة

في هذا الفيديو سترى تجربة جميلة جدا وممتعة تفاعل كيميائيبين المغناطيس والحبر من الطابعة.

نقاش

بابيكس
يدرك أي شخص تعامل مع مسحوق الحبر أن الحبر هو "ماء صلب". إذا قمت بإعادة ملء الخرطوشة وسحبت زجاجة الحبر عن طريق الخطأ ، فإنها تنتشر في جميع أنحاء الغرفة ، وإذا كان هناك ثقب 0.01 مم على الأقل في الخرطوشة ، فإن الحبر يتدفق من خلال فتحة النانو هذه. باختصار ، هذا الحبر شيء فظيع.

سيرجي
تأخذ مغناطيسًا ، وتحرق نارًا من الألواح القديمة ، والرماد مليء بأصغر الغبار الذي يمغنط المغناطيس ، لذلك تحصل على أصغر مسحوق مغناطيسي.

دانيل ستيبانيوك
سوف تقوم alex saps بعمل مسحوق حبر لطابعات الليزر ، فأنت تأخذه وتأخذ زيت عباد الشمس وتقوم بخلطه وتحصل على سائل مغناطيسي. أنا سعيد للمساعدة.

فيتالي ميكاليوك
كنت بحاجة إلى الكثير (بضعة لترات) وشرائه بهذا الحجم باهظ الثمن. استخدم هذا الدليل. لقد وجدت كيلوغرامًا من مسحوق الحبر fcpc من HP (في وقت من الأوقات كنت منخرطًا في إعادة تزويد الطابعات بالوقود وكان هناك علبة صغيرة ملقاة حولها). بالمناسبة ، كان هناك العديد من علب الحبر. لقد حددت أي واحد يجب استخدامه على النحو التالي: لقد أخذت للتو مغناطيس نيوديميوم وربطته بالوعاء. الذي كان ممغنطًا بقوة أكبر ، أخذها.

سكبته بزيت عباد الشمس وقلبته - حصلت على ما أريد. لكنهم كتبوا هنا بشكل صحيح بالفعل: لن تحصل على أي جمال ، علاوة على ذلك - إذا وقفت - سيكون هناك رواسب. وهذا غير مقبول في كثير من الحالات. لأغراضي الخاصة ، ربما يكون مناسبًا تمامًا ، ربما - لاحقًا سأقوم بنشر مقطع فيديو ، ما الذي غشته.

المطور لم يذهب. بالطبع ، من الرائع جدًا أنه يمغنط بقوة شديدة ، ولا يمكن تمزيق مغناطيس النيوديميوم من العلبة. لكن الحبيبات كبيرة جدًا ، فهي تسقط باستمرار في الرواسب ، ولا تحمل فيلمًا حولها. لكنني لم أفهم أبدًا كيفية تفكيكها (ومع ذلك ، لم أحاول ، ربما يمكنني التوصل إلى شيء ما).

شخص بعيد عن اكتشافات علميةمن قال وداعا للفيزياء أو الكيمياء في المدرسة ، تبدو أشياء كثيرة غير عادية. باستخدام الأجهزة الكهربائية في الحياة اليومية ، على سبيل المثال ، لا نفكر في كيفية عملها بالضبط ، مع الأخذ في الاعتبار فوائد الحضارة. ولكن عندما يتعلق الأمر بشيء يتجاوز الإدراك اليومي ، فإن حتى الكبار يشعرون بالدهشة ، مثل الأطفال ، ويبدأون في الإيمان بالمعجزات.

ما يمكن أن يفسر ، إلى جانب السحر ، ظاهرة الظهور من سائل يبدو عاديًا أرقام الحجموالزهور والأهرامات واللوحات السحرية التي تحل محل بعضها البعض؟ لكنه ليس سحرًا ، فالعلم يعطي سببًا منطقيًا لما يحدث.

ما هو السائل الممغنط؟

نحن نتحدث عن الموائع الممغنطة - نظام غرواني يتكون من الماء أو مذيب عضوي آخر يحتوي على أصغر جزيئات أكسيد الحديد الأسود ، وأي مادة تحتوي على الحديد. أبعادها صغيرة جدًا بحيث يصعب تخيلها: فهي أرق بعشر مرات من شعرة الإنسان! تسمح مؤشرات الحجم المجهرية هذه بالتوزيع بالتساوي في المذيب باستخدام الحركة الحرارية.

في الوقت الحالي ، بينما لا يوجد تأثير خارجي ، يكون السائل هادئًا يشبه المرآة. لكن على المرء فقط أن يجلب مجالًا مغناطيسيًا موجهًا إلى هذه "المرآة" ويدخل في الحياة ، ويظهر للمشاهد صورًا ثلاثية الأبعاد مذهلة: تتفتح الزهور السحرية ، وتنمو الأشكال المتحركة على السطح ، وتتغير تحت تأثير المجال.

اعتمادًا على قوة التأثير واتجاهه حقل مغناطيسي، الصور تتغير أمام أعيننا - من الضوء ، وتموجات بالكاد ملحوظة تظهر على سطح السائل ، من خلال الإبر والقمم التي تغير الحدة والانحدار وتنمو لتصبح أزهارًا وأشجارًا.

القدرة على إنشاء صور ملونة بمساعدة الإضاءة ، والتي تسحر المشاهد حقًا ، تكشف عن عالم غير معروف أمامه.

لسوء الحظ ، فإن الجسيمات المعدنية ، على الرغم من تسميتها بالمغناطيسية الحديدية ، ليست مغنطيسية حديدية بالمعنى الكامل ، لأنها لا تستطيع الاحتفاظ بالشكل الناتج بعد اختفاء المجال المغناطيسي. لأنهم لا يمتلكون مغنطة خاصة بهم. في هذا الصدد ، فإن استخدام هذا الاكتشاف ، الذي ، بالمناسبة ، ليس جديدًا تمامًا - فقد تم إجراؤه بواسطة American Rosenzweig في منتصف القرن الماضي ، لم يجد تطبيقًا واسعًا.

كيف تصنع وأين يتم استخدامها؟

تُستخدم الموائع الحديدية في الإلكترونيات وصناعة السيارات ، وأود أن أصدق أن استخدامها على نطاق واسع ليس بعيد المنال ، ومع تطور تقنية النانو ، سيتم استخدامها على نطاق واسع. في غضون ذلك ، يكون هذا في الغالب ممتعًا للجمهور المعجب ، الذي تدلله أنواع مختلفة من النظارات.

الصور ثلاثية الأبعاد تجعلك تتابعها بفارغ الصبر ، وتشك فيما إذا كان هذا مونتاجًا ، وتبحث عن شرح لما يحدث ، على الأقل على الإنترنت. من يدري ، ربما طفل صغير ، يشاهد اليوم الألوان والأشكال المعدنية "الحية" بفمه مفتوحًا ، سيجد غدًا تطبيقًا جديدًا جوهريًا لهذه الظاهرة ، مما يحدث ثورة في العلوم والتكنولوجيا. ولكن هذا غدًا ، ولكن في الوقت الحالي - شاهد واستمتع!

في أوائل التسعينيات من القرن الماضي عرض فيلم "Terminator 2" على شاشات السينما. اندهش جميع المشاهدين من قدرة سايبورغ القاتل المعدني اللزج ، الذي يلعبه روبرت باتريك ، على اتخاذ مجموعة متنوعة من الأشكال.

بعد ذلك ، مع الإعجاب بالرسوم المتحركة الحاسوبية المصممة باحتراف ، لم نفكر في حقيقة أن تأثير التحولات الرائعة للسايبورغ القاتل يمكن محاكاته في ظروف حقيقية.

الموائع الحديدية هي المادة التي تسمح لك برؤية التراكيب النحتية المتحركة. كل المواد يمكن أن تنجذب أو تنفر من المادة الكلاسيكية. لكن رد فعل معظمهم ضعيف لدرجة أنه لا يمكن اكتشافه إلا بواسطة أدوات خاصة. سيكون من الرائع لو كان من الممكن زيادة المواد دون تدمير هيكلها وتغيير خصائصها الأصلية بشكل جذري.

تغير كل شيء عندما تدخل الكيميائيون وخلقوا سوائل مغناطيسية مع سيولة جيدة. لقد تمكنوا من الحصول على أصغر الجسيمات المغناطيسية التي تم إدخالها في السوائل ، وعندما تعرضوا لمجال مغناطيسي ، فإنها لا تتكتل ولا تستقر ، ولكنها تجعل السائل "صلبًا".

الموائع الحديدية عبارة عن مشتت غرواني لجزيئات صغيرة جدًا ، مثبتة في وسط مائي أو هيدروكربوني ، مدعوم بمواد خافضة للتوتر السطحي. هذه السوائل مستقرة لعدة سنوات ولا يزال لديها سيولة جيدة مع خصائص المغناطيسية.

يمكن الحصول على الموائع الحديدية بعدة طرق. العملية بسيطة للغاية وتتكون من مرحلتين. أولاً ، من الضروري الحصول على جسيمات مغناطيسية ذات أحجام قريبة من الغروية. وبالفعل كذلك - لتحقيق الاستقرار فيها على أساس سائل.

موضوع الاحتمال لا يزال وثيق الصلة بالباحثين. تطبيق عمليمثل هذه السوائل. في السنوات الاخيرةإنهم يعملون على معالجة المياه العادمة بمثل هذه السوائل من المنتجات البترولية. مبدأ هذه العملية هو مغنطة المنتجات البترولية عن طريق إدخال السوائل المغناطيسية فيها مياه الصرف الصحي. ثم يتم فصل المنتجات النفطية الممغنطة بواسطة أنظمة خاصة.

سيجد السائل المغناطيسية تطبيقه في الطب. على سبيل المثال ، الأدوية المضادة للسرطان تضر الخلايا السليمة. أما إذا خلطت أدوية بمثل هذا السائل وحقنت المريض في الدم ، ووضعت مغناطيسًا بالقرب من الورم ، فإن الخليط سيتركز في المكان المناسب ولن يضر الجسم كله.

وهنا مثال آخر. الشركات التي تنتج ماصات الصدمات تصب السوائل الممغنطة. المغناطيس الكهربائي المتصل بهم على الفور يجعل السائل لزجًا أو سائلًا. وبالتالي ، يتم تعديل تعليق السيارة.

هذه السوائل لها أيضًا خصائص غريبة. إذا كنت أفتقد موجة صوتيةمن خلال سائل ممغنط ، ثم في سائل قريب ، تنشأ قوة دافعة كهربائية. و كذلك. إذا تمت إضافة سائل مغناطيسي إلى محلول فقاعات الصابون ، فستحصل على أداء ساحر.

السوائل الممغنطة هي أنظمة غروانية تتكون من جزيئات مغناطيسية حديدية أو مغناطيسية حديدية بحجم نانومتر معلقة في سائل ناقل ، والذي يكون عادةً مذيبًا عضويًا أو ماء. لضمان استقرار مثل هذا السائل ، ترتبط الجسيمات المغناطيسية الحديدية بمادة نشطة السطح (الفاعل بالسطح) ، مكونة الدرع الواقيحول الجسيمات ومنعها من الالتصاق ببعضها البعض بسبب فان دير فال أو القوى المغناطيسية.

الموائع الحديدية:

السوائل المغناطيسية عبارة عن محاليل غروانية - مواد لها خصائص أكثر من حالة واحدة من المادة. في هذه الحالة ، الحالتان هما المعدن الصلب والسائل الذي يحتوي عليه. تسمح هذه القدرة على تغيير الحالة تحت تأثير المجال المغناطيسي باستخدام السوائل الممغنطة كمواد مانعة للتسرب ومواد تشحيم ، وقد تفتح أيضًا تطبيقات أخرى في الأنظمة الكهروميكانيكية النانوية المستقبلية.

الطريقة الأولى للحصول على السائل المغناطيسي:

يمكن للجميع تقريبًا صنع سائل يتفاعل مع المجال المغناطيسي بأيديهم - بدون أي كواشف وفي غضون دقائق قليلة . بالطبع ، جودته أسوأ بكثير من تلك التي يتم الحصول عليها بالوسائل الكيميائية. على وجه الخصوص ، اتضح أن اتساق المنتج يمكن أن يطلق عليه بدلاً من ذلك ليس "سائلًا" ، ولكن "ملاط". علاوة على ذلك ، فإن وقت ترسيب الجسيمات المغناطيسية قصير جدًا - عادةً من عدة ثوانٍ إلى عدة دقائق. لكن لا توجد كيمياء وتقنيات غريبة ، فقط غربلة وخلط. من أجل صنع "ملاط مغناطيسي" ، تحتاج فقط إلى جمع الكمية المطلوبة من برادة الصلب الدقيقة . كلما كانت النعومة أفضل ، فإن الأنسب هو غبار الفولاذ المتبقي بعد عمل "المطحنة" أو حجر الشحذ.

يتم جمع الغبار بواسطة مغناطيس (ليس قويًا جدًا - ليس كثيرًا لمنع مغنطة كبيرة متبقية ، ولكن حتى لا تميل برادة الحديد إليه بشكل مكثف وتحمل معها غبارًا غير مغناطيسي أقل).

بعد ذلك ، لتصفية الأوساخ والكسور الكبيرة ، يمكن جمعها من خلال قطعة قماش على جريدة. . كلما كان القماش أكثر كثافة ، سيكون الغبار المنخل أدق ، لكن كلما استغرق هز الكيس وقتًا أطول.

أؤكد مرة أخرى - يجب أن تكون جزيئات الفولاذ صغيرة قدر الإمكان. للحصول على غبار فولاذي ناعم ، يجب استخدام عجلة طحن دقيقة الحبيبات. كدليل ، يمكننا تقديم ما يلي - عند النظر إليها بالعين المجردة ، من المستحيل تحديد شكل جزيئات الغبار ، على الورق الأبيض تبدو كنقاط صغيرة. إذا كان شكل نشارة الخشب يمكن تمييزه بوضوح (مع الرؤية العادية ، يتوافق هذا عادةً مع أحجام من 0.1 إلى 0.3 مم أو أكثر) ، فإن هذه النشارة تكون كبيرة جدًا ، وسوف تستقر بسرعة كبيرة وستكون بلا حراك عمليًا!

الشكل رقم 1 - برادة حديدية ومغناطيس

يُملأ غبار الفولاذ المحدد بسائل يبلل البئر المعدني. يمكن أن يكون هذا ماءً عاديًا - ويفضل أن يكون مشبعًا بمواد خافضة للتوتر السطحي ، مثل الصابون أو غيره منظف(الرغوة ضارة هنا ، لذا يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان!).

ولكن! من أجل تجنب التآكل السريع لجزيئات غبار الحديد ، والتي يمكن أن "تأكلها" ببساطة في غضون أيام قليلة ، فمن الأفضل استخدام زيت المحرك السائل للصلب. . المنزل مناسب تمامًا - ما يستخدم لتليين آلات الخياطة.

يجب أن يكون تركيز غبار الفولاذ في السائل ، من ناحية ، غير مرتفع جدًا ، بحيث لا يصبح السائل كثيفًا ولزجًا جدًا ، ومن ناحية أخرى ، ليس منخفضًا جدًا ، وإلا فإن حركة الجسيمات المغناطيسية لن تكون قادرة على سحب أي كمية ملحوظة من السائل. يتم اختياره تجريبياً عن طريق إضافة نشارة الخشب تدريجياً إلى السائل ، وخلطه جيدًا والتحقق منه باستخدام مغناطيس. . من الأفضل الحصول على فائض طفيف من السائل الأساسي بدلاً من نقصه ، لأنه في الحالة الأخيرة تقل حركة المادة الناتجة بشكل ملحوظ للغاية.

تعتمد القيمة المحددة للقوة الحرجة للمجال المغناطيسي على الخصائص المغناطيسية للمعدن المستخدم ، وعلى قوة ترطيب المعدن بالسائل الأساسي أو الفاعل بالسطح ، وكذلك على درجة حرارة السائل والحجم من الجسيمات المعدنية. عند إزالة المجال المغناطيسي ، ستتم استعادة حركة السائل إذا لم تكن المغنطة المتبقية كبيرة جدًا.

الطريقة الثانية كيفية صنع السائل المغناطيسي:

يمكن جعل السائل المغناطيسي أسهل. هناك أحبار مغناطيسية عازلة (DM Toners) لطابعات الليزر. DM-Toner عبارة عن مادة تتكون من الراتنج وأكسيد الحديد الممغنط. في هذه الحالة ، يمكن الاستغناء عن المواد الخافضة للتوتر السطحي.

للحصول على 50 مل من مسحوق الحبر المغناطيسي ، تحتاج إلى تناول ملعقتين كبيرتين من الزيت النباتي النقي جدًا.

امزج مسحوق الحبر بالزيت جيدًا ، هذا كل شيء - السائل المغناطيسي جاهز.

ملاحظة: حاولت أن أعرض بوضوح النصائح غير الخادعة وأشرحها. آمل أن يكون هناك شيء ما مفيد لك على الأقل. لكن هذا ليس كل ما يمكن اختراعه ، لذا انطلق وادرس الموقع

لقد مرت 52 سنة منذ ذلك الحين موظف ناسااخترع ستيف بابل الموائع الممغنطة. لقد حل مشكلة محددة للغاية: كيفية إجبار السائل الموجود في خزان وقود الصاروخ على الاقتراب من الفتحة التي تضخ منها المضخة الوقود في غرفة الاحتراق في ظل ظروف انعدام الوزن. عندها توصل Papel إلى حل غير تافه - لإضافة نوع من المواد المغناطيسية إلى الوقود من أجل التحكم في حركة الوقود في الخزان بمساعدة مغناطيس خارجي. هذه هي الطريقة التي ولدت بها الموائع الممغنطة.

كما مادة مغناطيسيةاستخدم بابيل أكسيد الحديد الأسود (Fe 3 O 4) ، والذي ، وفقًا لتقنية خاصة ، تم سحقه (طحن في خليط مع حمض الأوليك) لعدة أيام. تم الحصول على تعليق غرواني مستقر ، حيث توجد بثبات جزيئات صغيرة من أكسيد الحديد الأسود بحجم 0.1-0.2 ميكرون. يلعب حمض الأوليك في هذا النظام دور معدل السطح ، والذي يمنع جزيئات أكسيد الحديد الأسود من الالتصاق ببعضها البعض. براءة الاختراع S. Papella US 3215572 A (سائل مغناطيسي منخفض اللزوجة يتم الحصول عليه عن طريق التعليق الغرواني للجسيمات المغناطيسية) مفتوح ويمكن مشاهدته على الإنترنت. التركيب الكلاسيكي للسائل الممغنط هو 5٪ (بالحجم) من الجسيمات المغناطيسية ، 10٪ من معدل السطح (أحماض الأوليك ، الستريك أو البولي أكريليك ، إلخ). الباقي مذيب عضوي ، بما في ذلك الزيوت السائلة.

انتعش الاهتمام بالسوائل المغناطيسية في السنوات الأخيرة ، واليوم وجدوا بالفعل العديد من التطبيقات. إذا قمت بتطبيق مثل هذا السائل على مغناطيس نيوديميوم ، فسوف ينزلق المغناطيس على السطح بأقل مقاومة ، أي أن الاحتكاك سينخفض ​​بشكل حاد. على أساس السائل المغنطيسي الحديدي في الولايات المتحدة ، يتم تصنيع الطلاءات الماصة للرادار للطائرات. ويستخدم مبتكرو سيارة فيراري الشهيرة السائل المغنطيسي في تعليق السيارة: من خلال التلاعب بالمغناطيس ، يمكن للسائق أن يجعل التعليق أكثر صلابة أو ليونة في أي وقت. وهذه مجرد أمثلة قليلة.

السائل المغناطيسي مادة مذهلة. يجدر وضعها في مجال مغناطيسي ، حيث تتحد الجزيئات المغناطيسية المتناثرة وتصطف على طول خطوط القوةالحقول ، تتحول إلى تماما صلب. اليوم ، تظهر الحيل السحرية بالسائل المغناطيسي ، والتي عند ملامستها للمغناطيس ، تتحول إلى قنافذ أو صبار ، لا تشوبها شائبة من حيث التماثل ، في العديد من العروض الترفيهية. بالطبع ، يمكنك شراء الموائع الممغنطة ، ولكن من المثير للاهتمام أن تصنعه بنفسك.

لقد كتبنا عن كيفية الحصول على سائل مغناطيسي ذاتي التصلب ، والذي سيسمح لك بفحص الهياكل التي تشكلها الجسيمات المغناطيسية تحت المجهر (الكيمياء والحياة ، 2015 ، العدد 11). وإليك وصفة أخرى لسائل مغناطيسي مغناطيسي محلي الصنع . خذ 50 مل من حبر طابعة الليزر. يتكون هذا المسحوق من 40٪ من أكسيد الحديد الأسود على الأقل ، ويبلغ حجم جزيئاته 10 نانومتر أو أقل. يحتوي الحبر أيضًا بالضرورة على معدِّل سطحي بحيث لا تلتصق الجسيمات النانوية ببعضها البعض. إلى 50 مل من التونر ، أضف 30 مل من الزيت النباتي (ملعقتان كبيرتان) واخلط جيدًا ، ولا تدخر وقتًا لهذه العملية. ستحصل على سائل أسود متجانس يشبه الكريما الحامضة. صبه الآن في وعاء زجاجي مسطح بجوانب بحيث لا يقل سمك الطبقة عن سنتيمتر. أحضر مغناطيسًا أسفل قاع الحاوية ، وفي هذا المكان سيظهر القنفذ الصلب على الفور في السائل. يمكن تحريكه بمغناطيس. إذا قمت بإحضار المغناطيس إلى سطح السائل أو جانبه ، فسوف يقفز السائل فعليًا نحو المغناطيس ، لذا كن حذرًا. لتجنب هذه المشكلة ، يمكنك وضع السائل المغناطيسي في دورق مخروطي زجاجي صغير ، وملئه في منتصف الطريق أو أقل بقليل. قم بإمالة القارورة بحيث تتكون طبقة من السائل على طول جدارها ، وأمسك المغناطيس بالقرب من الزجاج.

يعتمد النجاح على قوة المغناطيس (يمكنك شراء مغناطيس نيوديميوم صغير من المتاجر) وجودة مسحوق الحبر. في الحالة الأخيرة ، يجب أن تتأكد من احتوائه على مسحوق مغناطيسي.