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說到磁鐵時﹐絕大多數人想到的都是固體。但日前﹐一組研究團隊在進行 3D 列印研究時﹐意外製造出能保持磁性的磁流體。雖具有磁性的流體鐵磁流體(ferrofluids)早已被發現﹐但鐵磁流體僅能在磁場存在的情況下保持磁性。研究團隊製造出的磁流體﹐除了能藉由磁場改變型態和移動外﹐在移除後仍能保有磁性。
勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的一組研究團隊在研究 3D 列印液體時﹐意外製造出磁流體。當時研究目標是製造出具有液體性質的固體﹐在能源上有相當廣泛的應用範圍。但在過程中﹐此論文的作者發現由鐵氧化物粒子製成的 3D 列印原料﹐除了粒子外﹐整個原料本身皆具有磁性時﹐團隊決定更進一步對此進行研究。
研究團隊將水﹑油和鐵氧化物粒子製成毫米級的液滴﹐此液滴能藉由鐵氧化粒子與界面活性劑(surfactants)部分鍵結而保持形狀。接著研究團隊將此液滴放置在具有磁場的環境下激發磁性。令人意外的是﹐在將磁場移除後﹐這些液滴仍然保持磁性﹐與一般的鐵磁流體截然不同。
研究團隊認為﹐此特性是來自液滴表面的鐵氧化粒子在磁場下對齊產生磁性後﹐由於其與界面活性劑的鍵結﹐粒子們無法恢復原本的狀態﹐而產生了保持磁性的性質。不過在表面內部﹐沒有與界面活性劑鍵結的鐵氧化粒子也保持在對齊的狀態﹐目前研究團隊仍不清楚這些粒子如何保持此狀態。
雖仍需要更進一步的研究才能更了解內部的機制﹐研究人員托馬斯·羅素教授(Thomas Russell)已想到這種特殊液滴的可能應用。他表示﹐若能以此液體製成兩端具有磁性﹐而中間不具磁性的圓柱體﹐將能在激發磁性後形成毫米級的馬蹄形磁鐵。此外﹐羅素教授也想到更奇特的應用方式﹐若能將此液體製成小人形狀的樣子﹐並將其部分磁化﹐也許就能夠使用磁場來控制其移動四肢﹐如同木偶一般。