Un magnet lichid, sau ferrofluid, este un coloidal amestec de particule magnetice (~ 10 nm în diametru) într-un purtător lichid. Când nu este prezent un câmp magnetic extern, fluidul nu este magnetic și orientarea particulelor de magnetită este aleatorie. Cu toate acestea, atunci când este aplicat un câmp magnetic extern, momentele magnetice ale particulelor se aliniază liniilor câmpului magnetic. Când câmpul magnetic este îndepărtat, particulele revin la aliniere aleatorie.
Purtătorul lichid al unui ferrofluid conține un surfactant pentru a împiedica particulele să se lipească între ele. Ferrofluidele pot fi suspendate în apă sau într-un fluid organic. Un ferrofluid tipic este aproximativ 5% solide magnetice, 10% surfactant și 85% purtător, în volum. Un tip de ferrofluid pe care îl puteți face utilizează magnetita pentru particulele magnetice, acidul oleic ca agent tensioactiv și kerosenul ca fluid purtător pentru a suspenda particulele.
Puteți găsi ferrofluide în boxele high-end și în capetele cu laser ale unor playere CD și DVD. Acestea sunt utilizate în garnituri cu frecare scăzută pentru motoarele cu arbore rotativ și garnituri de discuri de calculator. Puteți deschide o unitate de disc computer sau un difuzor pentru a ajunge la magnetul lichid, dar este destul de ușor (și distractiv) să vă faceți propriul ferrofluid.
Această procedură folosește substanțe inflamabile și generează căldură și vapori toxici. Purta ochelari de protectie și protecția pielii, lucrați într-o zonă bine ventilată și cunoașteți datele de siguranță pentru substanțele dvs. chimice. Ferrofluidul poate pata pielea și îmbrăcămintea. Păstrați-l la îndemâna copiilor și a animalelor de companie. Contactați centrul local pentru controlul otrăvirilor dacă suspectați ingestia. Există riscul de intoxicații cu fier; purtătorul este kerosen.
În timp ce este posibil să se facă substituții pentru acidul oleic și kerosen, modificări ale substanțelor chimice vor avea ca rezultat modificări ale caracteristicilor ferrofluidului, în variații diferite. Puteți încerca alți tensioactivi și alți solvenți organici; cu toate acestea, agentul tensioactiv trebuie să fie solubil în solvent.
Particulele magnetice din acest ferrofluid constau din magnetită. Dacă nu începeți cu magnetita, atunci primul pas este să o pregătiți. Acest lucru se realizează prin reducerea clorurii ferice (FeCl3) în PCB etchant la clorură feroasă (FeCl2). Clorura ferică este apoi reacționată pentru a produce magnetită. Etanta PCB comercială este de obicei clorură ferică de 1,5 M, pentru a produce 5 grame de magnetită. Dacă utilizați o soluție stoc de clorură ferică, urmați procedura utilizând o soluție 1,5M.
Particulele magnetice trebuie acoperite cu un agent tensioactiv, astfel încât să nu se lipească când sunt magnetizate. Particulele acoperite vor fi suspendate într-un purtător, astfel încât soluția magnetică va curge ca un lichid. Întrucât veți lucra cu amoniac și kerosen, pregătiți transportorul într-o zonă bine ventilată, în aer liber sau sub capota fumului. Urmați acești pași:
Ferrofluidul este foarte puternic atras de magneți, deci mențineți o barieră între lichid și magnet (de exemplu, o foaie de sticlă). Evitați stropirea lichidului. Atât kerosenul cât și fierul sunt toxice, deci nu ingerați ferrofluidul sau nu permiteți contactul cu pielea - nu-l agitați cu un deget și nu vă jucați cu acesta.
Explorați formele pe care le puteți forma folosind un magnet și ferrofluid. Depozitați magnetul lichid departe de căldură și flacără. Dacă trebuie să vă aruncați ferrofluidul la un moment dat, aruncați-l așa cum ați arunca kerosenul.