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中美科研團隊“打印”出有永久磁性的液態(tài)磁鐵

3D打印動態(tài)
2019
07/21
09:02
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來源:新華網(wǎng)

中美兩國科研人員采用全液相3D打印技術,制備出一種新型磁性液滴,既具有液體的流動性又具有永久磁性,為研制柔性電子、可靶向輸送藥物的磁控液體機器人等提供了新途徑。

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納米級層面,傳統(tǒng)的鐵磁流體本身不存在磁極,只有在外加磁場作用下被持續(xù)磁化才能表現(xiàn)出特定磁性。但發(fā)表在最新一期美國《科學》雜志上的研究顯示,這種新的磁性液滴材料不需要外加磁場就能表現(xiàn)得像一塊固體磁鐵,且看起來仍然像液體一樣。
北京化工大學和馬薩諸塞大學阿默斯特分校、美國能源部下屬勞倫斯伯克利國家實驗室等機構(gòu)研究人員采用全液相3D打印技術,“打印”出直徑約1毫米的鐵磁流體液滴,每個液滴中含有大量直徑為20納米的氧化鐵納米顆粒。磁力測定顯示,大約10億個納米顆?!皵D在一起”,它們在磁性線圈的激發(fā)下表現(xiàn)出磁性。這些外部的納米顆粒將磁性定向傳遞到液滴核心的納米顆粒上,使整個液滴具有了永久磁性。


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研究人員利用全液相3D打印和微流控成型技術,可以制造出任意形狀的磁性液滴;將它們分成更小的液滴后,仍然可保持磁性;已成型液體還可通過改變酸堿環(huán)境實現(xiàn)可逆磁化或消磁。

由于其特殊的物理性質(zhì),鐵磁流體目前應用在電子設備、醫(yī)療器械,機械工程和材料科學研究中。這種新型鐵磁液滴未來有望應用在更多場景中,例如可在人體內(nèi)靶向輸送藥物的磁控機器人、可操控的液態(tài)微反應器等。





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