Ученые из Национальной лаборатории им. Лоуренса (Калифорнийский университет, США) создали первый в мире жидкий постоянный магнит из наночастиц, содержащих оксид железа, сообщает журнал Science. В будущем новый материал может быть использован, например, в робототехнике.
До сих пор было известно, что только у твердых веществ может сохраняться постоянная намагниченность, поскольку их структура удерживает необходимое положение атомов. Правда, в середине прошлого века были открыты феррофлюиды - жидкости, состоящие из частиц оксида железа, которые также могут генерировать магнитное поле. Но намагниченность такие жидкости сохраняют до тех пор, пока атомы и молекулы удерживаются внешним магнитным полем. Как только внешнее магнитное поле удалено, это должно, согласно общепринятому представлению, привести к беспорядочному движению атомов, разрушающих магнитное поле.
Но американские ученые доказывают в статье, что жидкость все-таки может приобретать свойства постоянного твердого магнита.
Томас Рассел из Массачусетского университета (США) объяснил суть "простого способа преобразования парамагнитных феррофлюидов": "Мы растворили наночастицы оксида железа в специальной масляно-полимерной смеси - так преобразовали при комнатной температуре парамагнитный феррофлюид в ферромагнитное состояние. В результате взаимодействия наночастиц с полимерной смесью была получена ультрамягкая капля, которая обладает магнитными свойствами, подобными твердым магнитам, но с характеристиками жидкости".
Таким образом, как пояснил Рассел, парамагнитные феррофлюидные капли образовали настоящий постоянный магнит. Магнитное поле сохранялось, даже если капли были впоследствии механически деформированы.
Согласно исследованию, в результаты которого ученые поначалу не могли поверить, это возможно потому, что наночастицы в капельках настолько плотно упакованы, что не могут свободно двигаться, и, таким образом, атомы вращаются сами по себе.
Как заявляют ученые, "создан совершенно новый материал, одновременно жидкий и магнитный, который открывает двери для совершенно новой области исследований в биологии, физике и химии". Ферромагнитные капли могут использоваться, например, в робототехнике или стать основой принципиально новых материалов.