Tiltrækningen af ​​flydende magneter

Tiltrækningen af ​​flydende magneter

Ferrofluid , Felice Frankel

Magneter er ret seje. Måden de tiltrækker og frastøder - det er som magi. Men en flydende magnet? Det er endnu sejere. En sådan væske kaldes en ferrofluid og består af små magnetiske partikler mellem 10 og 15 nanometer brede suspenderet i en væske. I nærvær af et magnetisk felt ebber og flyder materialet alt efter, hvor feltet fortæller det at gå. I stedet for en amorf vandpyt kan den samle sig i nogle funky, spidse former - hvilket giver nogle fantastiske billeder som det bizart smukke ovenfor.



Dette særlige foto viser en enkelt dråbe af en ferrofluid, der er lavet af magnetiske jernpartikler suspenderet i olie. For at danne det mønster placerede Felice Frankel, en fotograf og forsker ved MIT, en lille, tre centimeter bred dråbe på en glasplade. Nedenunder er syv runde magneter - som den slags på dit køleskab - arrangeret, så seks af dem omgiver den sidste. Hver magnet tvinger partiklerne i væsken til at flugte med magnetfeltet og danner spidserne, der ses på billedet.

For at tilføje lidt farve indsatte Frankel en gul Post-It-seddel mellem magneterne og slæden. Billedet er en del af en udstilling på MIT Museum om at formidle videnskab gennem fotografering, som vises fra nu og frem til marts 2016. (Frankel er også medinstruerer en Rute om videnskabelig fotografering.)

Ferrofluider har dog eksisteret siden 1960'erne. Og de sidder ikke alle sammen og ser smukke ud. For eksempel er de meget brugt som næsten friktionsfri tætninger for at opretholde et vakuum, mens de stadig giver mulighed for bevægelige eller roterende dele. Nogle computerharddiske, for eksempel, er afhængige af en magnet til at holde en ferrofluid-forsegling på plads, som holder disken beskyttet i et rent, støvfrit vakuum. Fordi ferrovæsken er flydende, kan skiven rotere frit med næsten ingen friktion.

Forståelse af ferrofluider kan også informere forskning i bekæmpelse af sygdomme som kræft. Nej, læger vil ikke infundere patienter med den sorte væske. Idéen er at injicere magnetiske nanopartikler, der hjælper med at levere tumorødelæggende lægemidler. Deres bevægelse gennem væsker som blod kunne styres af et magnetfelt, svarende til partikler i en ferrofluid.

Ved at målrette tumorer direkte kan du undgå sideskader på raske celler. (Kræftmedicin har en tendens til at være ret grim og kan forårsage bivirkninger.) Men at få disse partikler til at samle sig ved tumoren er ikke let. 'Det er den største udfordring inden for nanomedicin i dag,' siger Carlos Rinaldi, professor i biomedicinsk og kemiteknik ved University of Florida.

En potentiel måde at levere medicin på er med små sfæriske beholdere kaldet liposomer, som er lavet af det samme stof som en celles membran. Du kan fylde liposomerne med medicin og fastgøre nanopartiklerne på ydersiden. Når liposomerne når en tumor, tænder lægen for et magnetfelt, som vender nanopartiklerne frem og tilbage, som hvordan en kompasnål går amok, når den er ved siden af ​​en magnet. Al den bevægelse genererer varme, som smelter liposomet og frigiver stoffet.

Eller i stedet for at køre i et liposom, kan stoffet binde sig kemisk til nanopartiklerne. Den magnetisk inducerede varme ville derefter bryde denne binding og frigøre stoffet. Selve varmen kan også hjælpe med at dræbe tumoren, da nogle lægemidler virker bedre ved højere temperaturer.

Redning af liv driver meget af forskningen i ferrofluider, selvfølgelig. Alligevel kan du ikke rabat deres fascinerende mønstre og adfærd . Det var trods alt det, der inspirerede Rinaldi til at studere ferrofluider i første omgang. 'Ideen om, at du kan bruge en magnet til at manipulere en væske - for mig er det bare så fedt,' siger han.