Comment Synthétiser ferrofluide

L'aspect hérissé de ferrofluide est causée par le matériau en essayant de suivre les lignes de champ magnétique. virtualphoto / Getty Images

Un aimant liquide ou ferrofluide est un mélange colloïdal de particules magnétiques (

10 nm de diamètre) dans un support liquide. Le support contient un agent tensio-actif pour empêcher les particules de coller ensemble. Ferrofluides peuvent être mises en suspension dans l'eau ou dans un liquide organique. Un ferrofluide typique est d'environ 5% de solides magnétiques, 10% d'agent tensioactif, et support de 85% en volume. Un type de ferrofluide vous pouvez faire utilise la magnétite pour les particules magnétiques, l'acide oléique comme agent tensioactif, et le kérosène comme fluide porteur pour les particules en suspension.

Plusieurs personnes me demandent si elles peuvent faire des substitutions pour l'acide oléique et le kérosène. La réponse est oui, bien que la modification des produits chimiques va changer les caractéristiques des ferrofluide quelque peu. Vous pouvez essayer d'autres agents tensio-actifs et d'autres solvants organiques. L'agent tensio-actif doit être soluble dans le solvant.

En l'absence de champ magnétique extérieur est présent, le fluide est non magnétique et l'orientation des particules de magnétite est aléatoire. Cependant, lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, les moments magnétiques des particules sont alignés avec les lignes de champ magnétique. Lorsque le champ magnétique est retiré, les particules revenir à l'alignement aléatoire. Ces propriétés peuvent être utilisées pour faire un liquide qui change sa densité en fonction de la force du champ magnétique et qui peuvent former des formes fantastiques.

Vous pouvez trouver ferrofluides parleurs haut de gamme et dans les têtes laser de certains lecteurs CD et DVD. Ils sont utilisés dans des joints à faible frottement pour moteurs à arbre rotatif et des joints d'unité de disque d'ordinateur. Vous pouvez ouvrir un disque d'ordinateur ou un haut-parleur pour se rendre à l'aimant de liquide, mais il est assez facile (et amusant) pour faire votre propre ferrofluide.

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Ceci est un ferrofluide sur une feuille de verre, avec un aimant en dessous. Gregory F. Maxwell, Licence de documentation libre GNU

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Comment faire liquide aimantées - Procédure de magnétite Synthétiser

Ceci est un ferrofluide sur une feuille de verre, avec un aimant en dessous. Gregory F. Maxwell, Licence de documentation libre GNU

Les particules magnétiques de ce ferrofluide sont constituées de magnétite. Si vous ne commencez pas avec la magnétite, la première étape consiste à préparer. Cela se fait en réduisant le chlorure ferrique (FeCl3) en PCB agent de gravure au chlorure ferreux (FeCl2). Le chlorure ferrique est ensuite mis à réagir pour produire de la magnétite. PCB commercial agent de gravure est généralement 1,5M chlorure ferrique, pour obtenir 5 grammes de magnétite. Si vous utilisez une solution mère de chlorure ferrique, suivez la procédure décrite à l'aide d'une solution 1,5M.

Verser 10 ml de PCB agent de gravure et de 10 ml d'eau distillée dans une coupelle en verre.

Ajouter un morceau de laine d'acier à la solution. Mélanger le liquide jusqu'à ce que vous obtenez un changement de couleur. La solution doit devenir vert clair (vert est le FeCl2).

Filtrer le liquide à travers un papier filtre ou un filtre à café. Gardez le liquide; jeter le filtre.

La magnétite Précipiter de la solution. Ajouter 20 ml de PCB agent de gravure (FeCl3) à la solution verte (FeCl2). Si vous utilisez des solutions mères de chlorure ferrique et ferreux, garder à l'esprit FeCl3 et FeCl2 réagissent dans un rapport 2: 1.

On agite dans 150 ml d'ammoniac. La magnétite, Fe3 O4. va tomber hors de la solution. Ceci est le produit que vous souhaitez collecter.

L'étape suivante consiste à prendre la magnétite et de le suspendre dans la solution porteuse.

Vue de dessus d'un ferrofluide dans un plat, placé au-dessus d'un aimant. Steve Jurvetson, Flickr

Les particules magnétiques doivent être revêtues d'un agent tensio-actif afin qu'ils ne collent pas ensemble quand magnétisé. Enfin, les particules enrobées sont mises en suspension dans un support de sorte que la solution magnétique circule comme un liquide. Puisque vous allez travailler avec l'ammoniac et kerosense, préparer le transporteur dans un endroit bien ventilé, à l'extérieur ou sous une hotte.

Faire chauffer la solution de magnétite juste en dessous de l'ébullition.

Incorporer dans 5 ml d'acide oléique. Maintenir la chaleur jusqu'à ce que l'évaporation de l'ammoniac (environ une heure).

Retirer le mélange du feu et laisser refroidir. L'acide oléique réagit avec l'ammoniac pour former l'oléate d'ammonium. La chaleur permet à l'ion oléate d'entrer dans la solution, tandis que l'ammoniac échappe sous forme de gaz (ce qui est la raison pour laquelle vous avez besoin de ventilation). Lorsque l'ion oléate se lie à une particule de magnétite il est reconverti en acide oléique.

Ajouter 100 de la kérosène à la suspension de magnetite revêtue. Incorporer la suspension jusqu'à ce que la majeure partie de la couleur noire a été transféré dans le kérosène. La magnétite et l'acide oléique sont insolubles dans l'eau, tandis que l'acide oléique est soluble dans du kérosène. Les particules enrobées partira de la solution aqueuse en faveur du kérosène. Si vous faites une substitution pour le kérosène, vous voulez un solvant avec la même propriété: la possibilité de dissoudre l'acide oléique, mais pas la magnétite non.

Choses à faire avec ferrofluide

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