Ferro Fluid – Ferromanyetik Akışkanlar

Manyetik sıvılar diye çevirebiliriz aslında. Yani ferromanyetik akışkanlar.

Ferro akışkan, sıvı baz akışkan ve bu akışkan içinde dağılmış ve laurik asit, oleik asit benzeri malzemelerle kaplanmış ince nanopartiküllerin kolloidal karışımından oluşan bir akışkan tipidir.

1963’te NASA’dan Steve Papell, roket yakıtı olarak kullanılmak üzere ferro akışkan yaratmasıyla ortaya çıkıyor. Daha doğrusu Steve Papell, roket yakıtını yerçekimi olmadan bir depolama tankından bir motora çekmenin bir yolu olarak mıknatıslama fikrini ortaya atıyor.

Papell, uzayda sıvıları yönlendirme yöntemlerini araştırıyordu ve manyetik sıvıların, bir manyetik alanın uygulanması ve varyasyonu ile tamamen kontrol edilebileceğini fark etti.

Ferro akışkan, sıvı yakıt ile karıştırıldı ve harici bir manyetik alan ile ateşleme sistemine doğru çekildi. Yerçekimsiz ortamda sıvıların ferro akışkanlar sayesinde yön bulması işte bu günlerden başlıyor…

Gerçek bilimkurguya hoşgeldiniz!

Bu tuhaf ürün, üç bileşenden oluşur: demir oksit gibi manyetik nanopartiküller, partiküllerin bir araya toplanmasını önleyen özel bir kaplama ve su bazlı veya yağ bazlı bir sıvı.

Mesela “Dark” dizisinde zaman geçişi için kullanılan radyasyonik maddeye benzemiyor mu?

Bir ferro akışkan, bir manyetik alanın varlığında oldukça manyetize hale gelen bir sıvıdır. Mıknatıslanmış bir ferro akışkan ayırt edici ‘sivri uçlu’ şekli, sistemin toplam enerjisini en aza indirmek için en kararlı şekli bulma ihtiyacından kaynaklanır,

Sıvı, çevreleyen havadan daha kolay bir şekilde manyetize edilir, bu nedenle manyetik alan çizgileri boyunca çekilir, bu da tepe ve çukurların oluşmasına neden olur. Bununla birlikte, ferrro akışkan uzamasına yerçekimi ve yüzey gerilimi ile direnç gösterir.

Ferro akışkanlar, koloidal sıvılar olarak bilinir ve genellikle su veya gazyağı gibi organik bir çözücü olan bir taşıyıcı sıvı içinde asılı nano ölçekli ferromanyetik parçacıklardan oluşur ve sıvı içinde bir araya toplanmalarını önlemek için bir yüzey aktif cismi ile kaplanır.

Tipik bir bileşim,%5 manyetik parçacıklar, %10 yüzey aktif madde ve %85 taşıyıcı sıvı olacaktır.

Yüzey aktif maddeler nanoparçacıklar içerir, kaplamak için kullanılır,

Bunlar özellikle

• oleik asit
• tetrametilamonyum hidroksit
• sitrik asit
• soya lesitini

Bu yüzey aktif maddeler , nanopartiküllerin bir araya toplanmasını önleyerek, partiküllerin Brownian hareketi ile süspansiyon halinde tutulamayacak kadar ağır hale gelen agregalar oluşturmamasını sağlar..

Bir ferro akışkan içindeki parçacıkların çapı 10 nanometre veya daha azdır ve magnetit (Fe ₃ O ₄ ) veya hematit (Fe ₂ O ₃ ) gibi ferromanyetik, manyetik olarak oldukça hassas bir bileşikten oluşur.

Parçacık boyutu, sıvı içinde diğer moleküllerin çarpışması nedeniyle bir sıvıdaki rastgele hareket olan Brownian hareketi ile eşit bir şekilde dağılmasına izin verecek kadar küçük, ancak her biri için yeterince büyük olmalıdır.

Konuyla Alakalı: DARK Dizisi -Soy ağacı

SANAT. DAHA ÖNCE HİÇ BU KADAR HAVALI VE MEKANİK GÖRÜNMEMİŞTİ DEĞİL Mİ BİZLERE?

Bu ferro akışkanların sergisi Sachiko Kodama tarafından organize edilmiş durumda.

Ferro akışkanlar artık küçük elektronik cihazlardan uzay teknelerine, kanser tedavilerinden sanata kadar birçok uygulamada kullanım alanı bulmuştur. Aslında ferro akışkanlar, aygıtın içini sızdırmaz hale getirmek için kullanıldıkları sabit diskler de dahil olmak üzere birçok yaygın ev cihazında bulunur.

Mıknatıslandıklarında, hassas plakalara zarar verebilecek toza ve kire karşı bir bariyer oluştururlar.

Mesela yine hoparlörlerde kullanılan ferro akışkanların, soğuk olanın daha fazla manyetize olma özelliğinden yararlanılır.

Bir bobinin ses üretimi esnasında sürekli ısınma sorunu bu şekilde ortadan kaldırılabiliyor.

Ses bobininin etrafına ferro akışkan yerleştirildiğinde, bobinin yanına yerleştirilen bir mıknatıs sıcak ferro akışkandan daha soğuk ferro akışkan çekecektir çünkü daha soğuk ferro akışkan daha güçlü bir şekilde manyetize olacaktır. Bu soğuk ferro akışkan, ses bobini etrafındaki ısıyı emecektir. Bu kadar basit…

“Ferrolic” isimli bir girişim, sıvı mıknatısı kullanarak dinamik duvar saatleri tasarlıyor mesela. Harika değil mi?

Böyle bir saati şu anda satın alabiliyorsunuz.

Masanızda ise yine bir süs olarak tasarlanan ayarlanabilir bir masa süsü bile yapılmış durumda.

Aslında yapı da öyle zor değil. Öncelikle şu iki malzemeyi temin etmeniz gerekmektedir: Lazer yazıcılarda kullandığınız toner ve sıvı bitkisel yağ.

Toner, manyetik yüzeylere duyarlı bir malzemedir. Yazıcıların çalışması tonerlerin manyetik yüzeyler tarafından çekilebilir olmasından kaynaklanmaktadır. Yapmanız gereken tek şey 50 ml toner ile 30 ml sıvı yağı birbiriyle karıştırmanızdır.

Oluşan karışım manyetik bir alana sahiptir, diğer manyetik alanlara tepki verebilir, yağ bazlı olması sayesinde ise su içinde parçalanmadan bir arada en az kopma ile durabilmektedir.

Bu manyetik sıvılar, sıvı contalar ve yataklar gibi alanlarda kullanılıyor.

Ferro akışkan, kalıcı mıknatıslar aracılığıyla yerinde tutulabilir. Bu da, basınç farklılıklarına karşı (örneğin turbo pompalarda) düşük sürtünmeli sıvı contalar olarak kullanılmalarını sağlar. Aynı zamanda yüksek verimli sıvı yatakları olarak işlev görürler.

Daha iyi hoparlörler:

Ferro akışkan, gelişmiş termal teması (soğutma için) ve ses bobinleri için daha iyi sönümlemeyi sağlamak için hoparlörlerde de kullanılır. ABD’de her yıl satılan 50 milyondan fazla hoparlör ferro akışkanları kullanıyor.

Artık günümüzde kaliteli her hoparlör bunu kullanır

Hücresel görüntüleme alanında yine ferro akışkanlara başvurulur

Kanser tedavisinde ve kanserin daha erken ve doğru tespitinde kullanılabiliyor

Manyetik sıvının çoğu uygulaması aşağıdaki özelliklere dayanmaktadır:

1) Manyetik alanın en güçlü olduğu yere gider ve orada kalır.

2) Elektromanyetik enerjiyi uygun frekanslarda emer ve ısınır.

3) Fiziksel özellikleri, bir manyetik alan uygulamasıyla değişebilir.

Bu özellikler, manyetik sıvıları birçok teknolojik, biyolojik ve tıbbi amaç için yararlı hale getirmenin yanı sıra malzeme bilimi ve mühendislik araştırmalarına yardımcı olur.

Gerçek bir bilimkurgu şaheseri sanki değil mi?

Ya da Venom’u kaplayan sıvıya benzemiyor mu?

Ya da Terminatörü mü aklınıza getirdi?

Hepsi olur aslında…