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  • 29 de julho, 2019

    Criados primeiros ímãs líquidos permanentes

    Criados ímãs líquidos permanentes

    Demonstração das gotículas de ímã líquido sendo controladas por um campo magnético externo.  [Imagem: Xubo Liu et al. – 10.1126/science.aaw8719]

     
    Magnetos líquidos
     

    Os ímãs convencionais são duros e rígidos, mas isso não impediu que eles dessem enormes contribuições à sociedade e à indústria moderna – seria até sem sentido tentar fazer uma lista de exemplos de suas aplicações.

    Imagine então se os ímãs pudessem ser macios, fluidos como líquidos e maleáveis, permitindo que se adequem a um espaço limitado?

    Não precisa imaginar muito, porque Xubo Liu, da Universidade de Tecnologia Química de Pequim, juntamente com colegas dos EUA, acabam de “liquefazer” os ímãs.

    Liu desenvolveu um novo tipo de ímã extremamente maleável, que gruda como seu equivalente sólido, mas flui como um líquido, incluindo formar gotas e se dispersar em soluções. Além disso, é possível controlar externamente as propriedades e configurações desses novos materiais ferromagnéticos líquidos.

    A equipe já conseguiu imaginar uma série de aplicações para os magnetos líquidos, como células artificiais para terapias específicas para o câncer, robôs flexíveis que podem mudar de forma para se adaptar ao ambiente, equipamentos acionados magneticamente à distância, recipientes de líquido para fornecer matéria ativa e tecnologias da informação com padrões de gotículas de líquido programáveis.

     
    Tipos de ímãs
     

    Em geral, existem dois tipos de materiais magnéticos. Ímãs ferromagnéticos, como aqueles na porta da geladeira, são permanentemente magnéticos. Outros são paramagnéticos, tornando-se magnéticos na presença de campos magnéticos externos, mas incapazes de reter sua capacidade magnética.

    O paradigma teórico da área estabelece que as interações atômicas que permitem a magnetização exigem que os átomos estejam muito próximos uns dos outros, razão pela qual a maioria dos materiais magnéticos é feita de materiais duros, densos e sólidos – e com uma forma fixa.

    Embora os ferrofluidos, suspensões de nanopartículas magnéticas em fluidos transportadores, exibam uma combinação única de propriedades líquidas e paramagnéticas, sua incapacidade de reter a magnetização limita sua aplicação geral.

    Criados ímãs líquidos permanentes

    O campo magnético externo magnetiza as gotículas de forma permanente – ou controla as que já foram magnetizadas. 
    [Imagem: Xubo Liu et al. – 10.1126/science.aaw8719]

     
    Ímã líquido
     

    Xubo Liu e seus colegas usaram justamente esses ferro fluidos para desenvolver uma nova abordagem que permitiu criar ímãs reconfiguráveis que retêm sua magnetização. Ao adicionar um surfactante às gotas de ferro fluido que se formam em solução aquosa, eles transformaram o líquido paramagnético em um líquido com propriedades ferromagnéticas.

    As interações de “puxa e empurra” entre as gotículas – até mesmo sua magnetização ferromagnética – podem ser facilmente manipuladas, permitindo mudanças controladas na forma, na rotação e no estado magnético das gotículas líquidas. Em resumo, eles mudaram o paradigma vigente de que ímãs permanentes só podem ser feitos de materiais duros.

    Através de medições de magnetometria, a equipe confirmou que, quando dirigiam um campo magnético para uma de suas gotículas, todos os pólos norte-sul das estimadas 70 bilhões de nanopartículas de óxido de ferro flutuando na gotícula, e até das estimadas 1 bilhão de nanopartículas na superfície da gota, respondem em uníssono, como um ímã sólido.

    Agora é esperar pelo desenvolvimento das aplicações tecnológicas dos ímãs líquidos.

     

    Bibliografia:

    Artigo: Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets
    Autores: Xubo Liu, Noah Kent, Alejandro Ceballos, Robert Streubel, Yufeng Jiang, Yu Chai, Paul Y. Kim, Joe Forth, Frances Hellman, Shaowei Shi, Dong Wang, Brett A. Helms, Paul D. Ashby, Peter Fischer, Thomas P. Russell
    Revista: Science
    Vol.: 365 Issue 6450
    DOI: 10.1126/science.aaw8719