Σιδηρορευστό: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Μετάφραση από τα αγγλικά |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 2:
[[File:Steve Papell NASA ferrofluid developer in 1963.JPG|thumb|Ο Steve Papell ανακάλυψε το σιδηρορευστό για τη NASA το 1963]]
Ένα '''σιδηρορευστό (ferrofluid)''' (σύνθετη λέξη από το [[σιδηρομαγνητισμός]] και [[ρευστό]]) είναι ένα υγρό που γίνεται ισχυρά μαγνητισμένο παρουσία [[μαγνητικό πεδίο|μαγνητικού πεδίου]].
Το σιδηρορευστό ανακαλύφθηκε το 1963 από τον [[Στηβ Πάπελλ]] (Steve Papell) στη NASA ως ένα υγρό καύσιμο πυραύλου που μπορούσε να αντληθεί προς το στόμιο μιας αντλίας σε ένα αβαρές περιβάλλον εφαρμόζοντας μαγνητικό πεδίο.<ref>US Patent # 3215572 filed Oct 9, 1963 https://www.google.com/patents/US3215572</ref>
[[File:Ferrofluid Motion Lamp.webm|thumb|Ένα μαγνητικό υγρό χρησιμοποιείται αντί για κερί για ένα μικροαντικείμενο που συνήθως λέγεται λαμπτήρας λάβας.]]
Τα σιδηρορευστά είναι [[κολλοειδές|κολλοειδή]] υγρά κατασκευασμένα από [[σιδηρομαγνητισμός|σιδηρομαγνητικά]] ή [[σιδηριμαγνητισμός|σιδηριμαγνητικά]] σωματίδια μεγέθους νανοκλίμακας που αιωρούνται σε έναν φορέα [[ρευστό|ρευστού]] (συνήθως οργανικό [[διαλύτης|διαλύτη]] ή νερό). Κάθε μικροσκοπικό σωματίδιο καλύπτεται πλήρως με ένα επιφανειοδραστικό για να παρεμποδίσει τη συσσώρευση. Μεγάλα σιδηρομαγνητικά σωματίδια μπορούν να αφαιρεθούν από το ομογενές κολλοειδές μίγμα, σχηματίζοντας μια ξεχωριστή ομάδα από μαγνητική σκόνη όταν εκτίθενται σε ισχυρά μαγνητικά πεδία. Η μαγνητική έλξη των νανοσωματιδίων είναι αρκετά έτσι ώστε οι [[Δυνάμεις van der Waals]] του επιφανειοδραστικού να είναι αρκετές για να αποτρέψουν τη μαγνητική συσσώρευση. Τα σιδηρορευστά δεν διατηρούν συνήθως<ref name="two">{{Cite journal|doi=10.1007/s003390050569|title=First observation of ferromagnetism and ferromagnetic domains in a liquid metal|date=1997|author= Albrecht, T.; Bührer, C.; Fähnle, M.; Maier, K.; Platzek, D.; Reske, J.|journal=Applied Physics A: Materials Science & Processing|volume=65|page=215|bibcode = 1997ApPhA..65..215A|issue=2 }}</ref> τη [[μαγνήτιση]] απουσία εξωτερικά εφαρμοζόμενου πεδίου και συνεπώς ταξινομούνται συχνά ως "υπερπαραμαγνήτες" παρά ως σιδηρομαγνήτες.<ref>{{cite web|last1=Voit, Kim and Zapka|title=Magnetic behavior of coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles in ferrofluids|url=http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=8228273|website=NCBI|publisher=Pubmed|accessdate=2 July 2014|ref=Superparamagnetism in nanoparticles}}</ref>
Η διαφορά μεταξύ σιδηρορευστών και μαγνητορεολογικών ρευστών (MR fluids) είναι στο μέγεθος των σωματιδίων. Τα σωματίδια σε ένα σιδηρορευστό αποτελούνται κυρίως από νανοσωματίδια που [[αιώρημα|αιωρούνται]] με [[κίνηση Μπράουν]] και δεν καθιζάνουν γενικά κάτω από κανονικές συνθήκες. Τα σωματίδια ενός μαγνητορεολογικού ρευστού αποτελούνται κυρίως από σωματίδια της μικρομετρικού μεγέθους που είναι υπερβολικά βαριά για να τα κρατήσει η [[κίνηση Μπράουν]] σε αιώρηση και συνεπώς καθιζάνουν με τον χρόνο, λόγω της εγγενούς διαφοράς πυκνότητας μεταξύ των σωματιδίων και του φέροντος ρευστού. Ως αποτέλεσμα αυτά τα δύο ρευστά έχουν διαφορετικές εφαρμογές.
==Περιγραφή==
[[File:Ferrofluid poles.jpg|thumb|right|Σιδηρορευστό είναι η ελαιώδης ουσία που συλλέγεται στους πόλους του μαγνήτη που είναι κάτω από το λευκό δίσκο.]]
Γραμμή 22:
===Αστάθεια κάθετου πεδίου===
Όταν ένα παραμαγνητικό ρευστό υπόκειται σε ένα ισχυρό κάθετο [[μαγνητικό πεδίο]], η επιφάνεια σχηματίζει ένα κανονικό μοτίβο από κορυφές και κοιλάδες. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως η
Από πλευράς μαγνητικής ενέργειας, οι κορυφές και οι κοιλάδες είναι ενεργειακά ευνοϊκές. Στην κυματοειδή διαμόρφωση, το μαγνητικό πεδίο συγκεντρώνεται στις κορυφές· επειδή το ρευστό μαγνητίζεται πιο εύκολα από τον αέρα, αυτό χαμηλώνει τη μαγνητική ενέργεια. Συνεπώς οι οξείες κορυφές του ρευστού βρίσκονται πάνω από τις γραμμές του πεδίου στο χώρο μέχρι να υπάρξει μια ισορροπία των δυνάμεων.<ref>Andelman & Rosensweig pp. 21, 23; Fig. 11</ref>
Γραμμή 35:
Μεταξύ των επιφανειοδραστικών που χρησιμοποιούνται για να καλύψουν τα νανοσωματίδια περιλαμβάνονται τα:
* [[ελαϊκό οξύ]]
* [[υδροξείδιο του τετραμεθυλοαμμωνίου]]
* [[κιτρικό οξύ]]
* [[λεκιθίνη σόγιας]] (soy lecithin)
Αυτά τα επιφανειοδραστικά αποτρέπουν την συσσώρευση των νανοσωματωδίων, εξασφαλίζοντας ότι τα σωματίδια δεν σχηματίζουν συσσωματώματα που γίνονται υπερβολικά βαριά για να διατηρούνται σε αιώρηση από την [[κίνηση Μπράουν]]. Τα μαγνητικά σωματίδια σε ένα ιδανικό σιδηρορευστό δεν κατακάθονται, ακόμα κι όταν εκτίθενται σε ένα ισχυρό μαγνητικό ή βαρυτικό πεδίο. Ένα επιφανειοδραστικό έχει μια πολική κεφαλή και μια μη πολική ουρά (ή το αντίθετο), μία από τις οποίες προσροφά ένα νανοσωματίδιο, ενώ η άλλη προβάλλει στο μέσο μεταφοράς (carrier medium), σχηματίζοντας ένα αντίστροφο ή ένα κανονικό [[μικύλλιο]], αντίστοιχα, γύρω από το σωματίδιο. Η ηλεκτροστατική άπωση αποτρέπει τότε τη συσσωμάτωση των σωματιδίων.
| |||