Магнітна рідина

Люди давно намагалися отримати магнітні рідини шляхом збовтування тонких порошків із феромагнітного матеріалу у воді, олії та інших рідинах. Але така магнітна рідина розпадалася, і порошок осідав: занадто великим і важким він був. Тільки в 60-х роках. XX ст. порошок фериту був настільки добре розмелений, що, будучи засипаний у суміш гасу і олеїнової кислоти, перестав осідати. Людство отримало рідкий магніт!

У чому тут справа? Виявляється, частинки порошку були настільки малі, що теплове (броунівський) рух молекул не давав їм осісти, і вийшов колоїдний розчин, такий відомий нам, наприклад, як яєчний білок і канцелярський клей.

Виявилося, що магнітна рідина має нові, дуже цікаві властивості. Насамперед магнітна рідина – це не феромагнетик, а найсильніший парамагнетик. Якщо налити магнітну рідину в склянку і знизу піднести магніт, то вона утворює абсолютно неправдоподібну для рідин пучність - бугор, майже твердий на дотик. Якщо піднести магніт збоку, то рідина полізе на стінку і може піднятися за магнітом як завгодно високо. Якщо її розлити поверхнею води, то опущеним у воду магнітом можна швидко зібрати її на полюсі магніту. Погано, якщо це постійний магніт, не так просто буде "відірвати" чіпку рідину від магніту. Здається, це хитро поставлений фокус.

Де можна використовувати магнітну рідину? Зараз для неї вигадали безліч корисних застосувань: для ущільнення валів і поршнів, для "вічного" змащення, для збору нафти, розлитої на воді, для збагачення корисних копалин, для лікування та діагностики багатьох хвороб тощо.

Поговоримо про найбільш цікаві та перспективні для техніки застосування магнітної рідини. Найбільш широко магнітна рідина застосовується для герметизації зазорів між частинами машин, що рухаються. Найчастіше потрібно ущільнювати вали, що обертаються. Коли вал феромагнітний (наприклад, сталевий), то на вал із зазором надягають кільцевий магніт із двома шайбочками, в зазори яких із валом – в один або обидва – заливається магнітна рідина. Вона відразу спрямовується в щілину, де напруженість магнітного поля максимальна, і застигає там густою студневидною масою.

Магнітна рідина, особливо масляна, може успішно використовуватися як "вічне" мастило, заповнюючи нею підшипники як ковзання, так і кочення, навіть редуктори і коробки передач, утримуючи її в необхідному місці магнітами.

Виникає питання: а чи може магнітна рідина, в якій знаходиться завис магнітних частинок, бути мастилом? Чи не гратиме вона роль наждакового порошку? Виявилося, що ні, і це підтверджено численними дослідами. Розміри частинок такі малі, що вони ніяк не впливають на чистоту поверхні деталей, що труться.

Магнітна рідина може грати роль не тільки мастила, а й самого підшипника. Якщо при обертанні валу привести її в швидке обертання за допомогою спеціальних насічок на поверхні валу, то в ній спливуть навіть важкі вали. Такі підшипники називаються магнітогідродинамічними.

Магнітна рідина має ще одну дивовижну, справді унікальну властивість. У ній, як і в будь-якій рідині, плавають тіла менш щільні і тонуть тіла щільніші, ніж вона сама. Але якщо прикласти до неї магнітне поле, то тіла, що потонули, починають спливати. Причому чим сильніше поле, тим важчі тіла піднімаються на поверхню. Прикладаючи різне за напруженістю магнітне поле, можна змушувати спливати тіла з заданою щільністю. Цю властивість магнітної рідини застосовують зараз для збагачення руди.

Застосовується магнітна рідина й у збирання різних нафтопродуктів, які лежать на поверхні морів, океанів, озер. На пляму, що розлилася, з вертольота розбризкують невелику кількість магнітної рідини, яка швидко розчиняється в нафтовій плямі, потім у воду занурюють сильні магніти, і пляма починає стягуватися в точку, тут же її відкачують насоси.

А який простір магнітним рідинам у медицині! Уявімо, що яким-небудь ліками треба лікувати певну частину тіла, не торкаючись решти всього організму. Наприклад, потрібно, щоб воно зосередилося в якомусь органі людини, а кров розносить його по всьому тілу. Замішавши ліки на магнітній рідині, його вводять у кров, а потім біля хворого місця встановлюють магніт. Звичайно, магнітна рідина, а разом з нею і ліки незабаром зберуться біля магніту і діятимуть лише на хвору частину тіла.