Un aimant liquide, ou ferrofluide, est un colloïdal mélange de particules magnétiques (~ 10 nm de diamètre) dans un support liquide. En l'absence de champ magnétique externe, le fluide n'est pas magnétique et l'orientation des particules de magnétite est aléatoire. Cependant, lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, les moments magnétiques des particules s'alignent avec les lignes de champ magnétique. Lorsque le champ magnétique est supprimé, les particules retournent à un alignement aléatoire.
Le liquide porteur d'un ferrofluide contient un surfactant pour empêcher les particules de coller ensemble. Les ferrofluides peuvent être mis en suspension dans l'eau ou dans un fluide organique. Un ferrofluide typique comprend environ 5% de solides magnétiques, 10% de tensioactif et 85% de support, en volume. Un type de ferrofluide que vous pouvez fabriquer utilise de la magnétite pour les particules magnétiques, de l'acide oléique comme tensioactif et du kérosène comme fluide porteur pour suspendre les particules.
Vous pouvez trouver des ferrofluides dans les haut-parleurs haut de gamme et dans les têtes laser de certains lecteurs CD et DVD. Ils sont utilisés dans les joints à faible friction pour les moteurs à arbre rotatif et les joints de lecteur de disque d'ordinateur. Vous pouvez ouvrir un lecteur de disque d'ordinateur ou un haut-parleur pour accéder à l'aimant liquide, mais il est assez facile (et amusant) de fabriquer votre propre ferrofluide.
Cette procédure utilise des substances inflammables et génère de la chaleur et des fumées toxiques. Porter lunettes de protection et protection de la peau, travaillez dans un endroit bien ventilé et familiarisez-vous avec les données de sécurité de vos produits chimiques. Le ferrofluide peut tacher la peau et les vêtements. Gardez-le hors de portée des enfants et des animaux. Contactez votre centre antipoison local si vous suspectez une ingestion. Il existe un risque d'empoisonnement au fer; le support est du kérosène.
Bien qu'il soit possible de remplacer l'acide oléique et le kérosène, les modifications apportées aux produits chimiques entraîneront des modifications des caractéristiques du ferrofluide, à des degrés divers. Vous pouvez essayer d'autres surfactants et autres solvants organiques; cependant, le tensioactif doit être soluble dans le solvant.
Les particules magnétiques de ce ferrofluide sont constituées de magnétite. Si vous ne commencez pas avec la magnétite, la première étape consiste à la préparer. Cela se fait en réduisant le chlorure ferrique (FeCl3) dans un agent de gravure PCB pour le chlorure ferreux (FeCl2). Le chlorure ferrique est ensuite mis à réagir pour produire de la magnétite. L'agent de gravure PCB commercial est généralement du chlorure ferrique 1,5 M, pour donner 5 grammes de magnétite. Si vous utilisez une solution mère de chlorure ferrique, suivez la procédure en utilisant une solution 1,5M.
Les particules magnétiques doivent être enduites d'un surfactant afin qu'elles ne collent pas ensemble lorsqu'elles sont magnétisées. Les particules enrobées seront suspendues dans un support, de sorte que la solution magnétique coulera comme un liquide. Puisque vous travaillez avec de l'ammoniac et du kérosène, préparez le support dans un endroit bien ventilé, à l'extérieur ou sous une hotte. Suivez ces étapes:
Le ferrofluide est très fortement attiré par les aimants, donc maintenez une barrière entre le liquide et l'aimant (par exemple, une feuille de verre). Évitez d'éclabousser le liquide. Le kérosène et le fer sont tous deux toxiques, donc n'ingérez pas le ferrofluide et ne permettez pas le contact avec la peau - ne le remuez pas avec un doigt ou ne jouez pas avec.
Explorez les formes que vous pouvez former à l'aide d'un aimant et du ferrofluide. Rangez votre aimant liquide à l'abri de la chaleur et des flammes. Si vous devez éliminer votre ferrofluide à un moment donné, éliminez-le de la même manière que vous le feriez pour le kérosène.