Схема работы цепочки намагниченных частиц в жидкости. Иллюстрация авторов исследования

Физики заставили магнитное поле перемешивать жидкость при помощи микрочастиц

Еще несколько лет назад те же исследователи выяснили, что воздействие динамически меняющегося магнитного поля на взвесь обладающих магнитными свойствами частиц приводит к возникновению внутри жидкости сложных токов. В новой работе ученые смогли прояснить данный процесс, а также предложить способы его практического применения.

В рамках опыта физики помещали содержащие металл частицы диаметром 4-7 микрон в несколько миллилитров этиленгликоля или этилового спирта. Данная взвесь заливалась в пластиковый сосуд, который ученые помещали во вращающееся магнитное поле. В результате в жидкости образовывались длинные цепочки частиц, наклоненные под углом к оси вращения. Эти цепочки являются результатом ориентирования металлсодержащих частиц во внешнем магнитном поле.

Как оказалось, эти цепочки способны перемешивать жидкость также, как это делается в лаборатории обычной палочкой. При этом исследователи выяснили несколько необычных свойств данного процесса.

Во-первых, момент силы, действующий на элемент объема (который и характеризует интенсивность перемешивания), оказался почти независимым от скорости вращения магнитного поля (однако зависимым от его напряженности). Исследователи объясняют это тем, что увеличение скорости приводит не только к ускорению вращения цепочек и усилению момента, но и разрушению самых длинных из них и, соответственно, его ослаблению. В результате два процесса нейтрализуют друг друга, и момент остается практически постоянным.

Во-вторых, момент оказался независим от вязкости жидкости. Последнее особенно важно, поскольку позволяет перемешивать подобным образом жидкости, которые из-за достаточно большой вязкости перемешивать достаточно трудно.

Исследователи предполагают, что новая методика может быть использована при перемешивании жидкостей в наносистемах. Ученые отмечают, что из-за малых размеров каналов в подобных устройствах эффективная технология создания "смесителей" для них отсутствует. При этом физики не уточняют, каким образом они планируют отделять частицы от раствора после перемешивания.

Ссылки по теме
- Mix Master Magnets - Physical Review Focus, 07.07.2009
- Грозы оказались ускорителями электронов - Lenta.ru, 01.07.2009
- Ученые смогли заставить металл не расширяться при нагревании - Lenta.ru, 17.06.2009
- Физики вырастили на меди золотой нанолес - Lenta.ru, 26.05.2009
- Открыли новую форму сверхтвердого углерода - Lenta.ru, 13.05.2009

Сайты по теме
- Статья про магнитные поля в Википедии