Un magnete liquido, o ferrofluido, è un colloidale miscela di particelle magnetiche (~ 10 nm di diametro) in un veicolo liquido. Quando non è presente alcun campo magnetico esterno, il fluido non è magnetico e l'orientamento delle particelle di magnetite è casuale. Tuttavia, quando viene applicato un campo magnetico esterno, i momenti magnetici delle particelle si allineano con le linee del campo magnetico. Quando il campo magnetico viene rimosso, le particelle ritornano ad un allineamento casuale.
Il vettore liquido di un ferrofluido contiene a tensioattivo per impedire alle particelle di aderire. I ferrofluidi possono essere sospesi in acqua o in un fluido organico. Un ferrofluido tipico è circa il 5% di solidi magnetici, il 10% di tensioattivo e l'85% di trasportatore, in volume. Un tipo di ferrofluido che puoi utilizzare utilizza la magnetite per le particelle magnetiche, l'acido oleico come tensioattivo e il cherosene come fluido vettore per sospendere le particelle.
Puoi trovare ferrofluidi negli altoparlanti di fascia alta e nelle testine laser di alcuni lettori CD e DVD. Sono utilizzati in tenute a basso attrito per motori ad albero rotante e tenute per unità disco del computer. Potresti aprire un'unità disco del computer o un altoparlante per raggiungere il magnete liquido, ma è abbastanza facile (e divertente) creare il tuo ferrofluido.
Questa procedura utilizza sostanze infiammabili e genera calore e fumi tossici. Indossare occhiali di sicurezza e protezione della pelle, lavorare in un'area ben ventilata e conoscere i dati di sicurezza per i prodotti chimici. Il ferrofluido può macchiare pelle e indumenti. Tenerlo fuori dalla portata di bambini e animali domestici. Contattare il centro antiveleni locale se si sospetta l'ingestione. Vi è il rischio di avvelenamento da ferro; il corriere è cherosene.
Mentre è possibile effettuare sostituzioni per l'acido oleico e il cherosene, i cambiamenti alle sostanze chimiche comporteranno cambiamenti nelle caratteristiche del ferrofluido, in varia misura. Puoi provare altri tensioattivi e altri solventi organici; tuttavia, il tensioattivo deve essere solubile nel solvente.
Le particelle magnetiche in questo ferrofluido sono costituite da magnetite. Se non stai iniziando con la magnetite, il primo passo è prepararlo. Questo viene fatto riducendo il cloruro ferrico (FeCl3) in PCB ecc. al cloruro ferroso (FeCl2). Il cloruro ferrico viene quindi fatto reagire per produrre magnetite. L'elettrizzante per PCB commerciale è solitamente cloruro ferrico 1,5 M, per produrre 5 grammi di magnetite. Se si utilizza una soluzione madre di cloruro ferrico, seguire la procedura utilizzando una soluzione da 1,5 M.
Le particelle magnetiche devono essere rivestite con un tensioattivo in modo che non si attacchino tra loro quando magnetizzate. Le particelle rivestite saranno sospese in un supporto, quindi la soluzione magnetica scorrerà come un liquido. Poiché lavorerai con ammoniaca e cherosene, prepara il trasportatore in un'area ben ventilata, all'aperto o sotto una cappa aspirante. Segui questi passi:
Il ferrofluido è fortemente attratto dai magneti, quindi mantieni una barriera tra il liquido e il magnete (ad esempio una lastra di vetro). Evitare di schizzare il liquido. Sia il cherosene che il ferro sono tossici, quindi non ingerire il ferrofluido o consentire il contatto con la pelle, non mescolarlo con un dito o giocare con esso.
Esplora le forme che puoi formare usando un magnete e il ferrofluido. Conservare il magnete liquido lontano da fonti di calore e fiamme. Se è necessario smaltire il ferrofluido ad un certo punto, smaltirlo nel modo in cui si eliminerebbe il cherosene.