Naukowcy z Berkeley Lab stworzyli nowatorski materiał, który jest zarazem płynny i magnetyczny! Ich dokonanie otwiera drzwi przed całą masą nowych, rewolucyjnych rozwiązań i aplikacji w obszarze robotyki, elektroniki, chirurgi i farmacji.
Magnesy są od dawna częścią naszego codziennego życia, jednakże od zawsze występowały w formie stałej. Dzięki przejściu w formę płynną, za ich pomocą będzie można stworzyć np. zmiennokształtne roboty, które będą w stanie dostosowywać się do środowiska w jakim się w danej chwili znajdą lub sztuczne komórki, zdolne przenosić lekarstwa i antybiotyki w określone miejsca wewnątrz ciała pacjenta.
Materiał został opracowany w Departamencie Energii w Narodowym Laboratorium Lawrence Berkeley, a praca naukowa opisująca sposób jego stworzenia, działanie oraz potencjalne zastosowanie została opublikowana w zeszłym tygodniu w renomowanym czasopiśmie naukowym – Science. Twórcami rozwiązania są naukowcy Paul Ashby i Brett Helms, którzy wykorzystując chemię powierzchniową i zaawansowane techniki mikroskopii sił atomowych odkryli materiał, którego nanocząstki formują bryłowatą powłokę na styku dwóch cieczy poprzez zjawisko zwane „zakleszczaniem międzyfazowym„, przyciągając się do siebie nawzajem.
Kluczem do tego odkrycia były nanocząstki tlenku żelaza, które zaciskają się ściśle na powierzchni kropli. Mając zaledwie 8 nanometrów pomiędzy każdym z miliardów nanocząstek, razem stworzyły stałą powierzchnię wokół każdej kropli cieczy. Naukowcy odkryli również, że właściwości magnetyczne kropel zostały zachowane, nawet jeśli podzieli się je na mniejsze, cieńsze krople o wielkości ludzkiego włosa.
Aby uczynić je magnetycznymi, naukowcy umieścili kropelki w cewce magnetycznej w roztworze. Zgodnie z oczekiwaniami cewka magnetyczna przyciągnęła nanocząstki tlenku żelaza w jego kierunku. Wszystkie magnesy mają biegun północny i biegun południowy. Przeciwne bieguny są przyciągane do siebie, podczas gdy te same bieguny odpychają się. Dzięki pomiarom magnetometrycznym naukowcy odkryli, że umieszczając pole magnetyczne przez kroplę, wszystkie bieguny nanocząstek – 70 miliardów nanocząstek tlenku żelaza unoszących się w kropli oraz 1 miliard nanocząstek na jej powierzchni, odpowiedziały jednomyślnie jak tradycyjny magnes.
Kropelki można również dostroić, aby przełączać się między trybem magnetycznym a niemagnetycznym. Kiedy tryb magnetyczny jest włączony, ich ruchy mogą być zdalnie sterowane przez zewnętrzny magnes. Materiał jest oczywiście drukowalny i wszystkie prezentowane aplikacje powstały na specjalistycznej drukarce 3D, będącej na wyposażeniu Berkeley Lab.
Źródło: www.newscenter.lbl.gov via www.3dprintingmedia.network
