Ciekły magnes lub żelazofluid jest koloidalny mieszanina cząstek magnetycznych (średnica ~ 10 nm) w ciekłym nośniku. Gdy nie ma zewnętrznego pola magnetycznego, płyn nie jest magnetyczny, a orientacja cząstek magnetytu jest losowa. Jednak gdy przykładane jest zewnętrzne pole magnetyczne, momenty magnetyczne cząstek wyrównują się z liniami pola magnetycznego. Po usunięciu pola magnetycznego cząstki wracają do losowego wyrównania.
Ciekły nośnik ferrofluidu zawiera środek powierzchniowo czynny aby zapobiec sklejaniu się cząstek. Ferrofluidy można zawieszać w wodzie lub w płynie organicznym. Typowy ferrofluid to około 5% objętościowych substancji magnetycznych, 10% środka powierzchniowo czynnego i 85% nośnika. Jeden rodzaj żelazofluidu, który można wytwarzać, wykorzystuje magnetyt do cząstek magnetycznych, kwas oleinowy jako środek powierzchniowo czynny i nafty jako płyn nośny do zawieszania cząstek.
Żelazopływy można znaleźć w głośnikach wysokiej klasy oraz w głowicach laserowych niektórych odtwarzaczy CD i DVD. Stosuje się je w uszczelnieniach o niskim tarciu do silników wału obrotowego i uszczelnień napędu dysku komputera. Możesz otworzyć komputer lub głośnik, aby dostać się do ciekłego magnesu, ale tworzenie własnego ferrofluidu jest dość łatwe (i przyjemne).
Ta procedura wykorzystuje substancje łatwopalne i wytwarza ciepło i toksyczne opary. Nosić okulary ochronne i ochrony skóry, pracuj w dobrze wentylowanym pomieszczeniu i zapoznaj się z danymi bezpieczeństwa dotyczącymi twoich chemikaliów. Ferrofluid może plamić skórę i odzież. Trzymaj poza zasięgiem dzieci i zwierząt domowych. Skontaktuj się z lokalnym centrum kontroli zatruć, jeśli podejrzewasz połknięcie. Istnieje ryzyko zatrucia żelazem; nośnikiem jest nafta.
Chociaż możliwe jest zastąpienie kwasu oleinowego i nafty, zmiany w chemikaliach spowodują zmiany właściwości ferrofluidu w różnym stopniu. Możesz wypróbować inne środki powierzchniowo czynne i inne rozpuszczalniki organiczne; jednak środek powierzchniowo czynny musi być rozpuszczalny w rozpuszczalniku.
Cząstki magnetyczne w tym płynie żelaznym składają się z magnetytu. Jeśli nie zaczynasz od magnetytu, pierwszym krokiem jest jego przygotowanie. Odbywa się to poprzez redukcję chlorku żelazowego (FeCl3) w wytrawianiu PCB do chlorku żelaza (FeCl2). Następnie chlorek żelazowy poddaje się reakcji z wytworzeniem magnetytu. Komercyjne wytrawianie PCB to zwykle 1,5 M chlorek żelazowy, co daje 5 gramów magnetytu. Jeśli używasz podstawowego roztworu chlorku żelazowego, postępuj zgodnie z procedurą, stosując 1,5M roztwór.
Cząstki magnetyczne muszą być pokryte środkiem powierzchniowo czynnym, aby nie skleiły się po namagnesowaniu. Powleczone cząstki zostaną zawieszone w nośniku, więc roztwór magnetyczny będzie płynął jak ciecz. Ponieważ będziesz pracować z amoniakiem i naftą, przygotuj nośnik w dobrze wentylowanym miejscu, na zewnątrz lub pod wyciągiem. Wykonaj następujące kroki:
Ferrofluid jest bardzo silnie przyciągany przez magnesy, więc utrzymuj barierę między cieczą a magnesem (np. Tafla szkła). Unikaj rozpryskiwania płynu. Zarówno nafta, jak i żelazo są toksyczne, więc nie połykaj ferrofluidu ani nie dopuszczaj do kontaktu ze skórą - nie mieszaj go palcem ani nie baw się nim.
Poznaj kształty, które możesz formować za pomocą magnesu i ferrofluidu. Przechowuj swój ciekły magnes z dala od ciepła i płomienia. Jeśli w pewnym momencie będziesz musiał pozbyć się ferrofluidu, zutylizuj go tak, jak pozbywałbyś się nafty.