jobbra|250px|bélyegkép|Mágnesre helyezett üveglapon található 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.
Leírás jobbra|250px|bélyegkép|Ferrofluid olajos közegben a mágnes pólusai köré tömörül 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 jobbra|250px|bélyegkép|Ferrofluid mágneses tér hatása alatt 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. Hangtechnikai készülékek: Emellett másik ismert felhasználási területe a viszkózussá hígított ferrofluidoknak a hangtechnikában van, nevezetesen a HIFI és egyes PA (Public Address) hangdobozok, magassugárzóinak tekercs-légrés hűtésére is alkalmazzák. Ezen technikai eszközöknél az idő előrehaladtával jól tettenérhető, a már előzőekben említett "öregedési folyamat", amikor is egy helyre vonzódik a folyadék nagy része, így az egyenletes légrés kitöltés megszűnik, és az elégtelen hűtés miatt az adott hangszóró tekercse, egy szakaszon "ég" csak le.
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
Források Ronald E. Rosensweig: Ferrohydrodynamics (1985)
Irodalom
Külső hivatkozások
How ferrofluid works video A comparison of ferrofluid and MR fluid (at the bottom of the page) Chemistry comes alive: Ferrofluid Research project about ferrofluides Flow behavior of ferrofluids MIT Explores Ferrofluid Applications Ferrofluid Sculptures by Sachiko Kodama (Google Video) Daniel Rutter has some fun with Ferrofluid High pressure valve Ferrofluid Sculptures FLYP Media video story on Sachiko Kodama, an artist who works with ferrofluid. Liquid seal for Sterling piston (video) Dynamic Etalon utilizing ferrofluid- image gallery, references, published papers FerroFluid Synthesis Interdisciplinary education group: Ferrofluids (contains videos and a lab for synthesis of ferrofluid) Synthesis of an Aqueous Ferrofluid — instructions in PDF and DOC format
Kategória:Ferromágnesség