Вчені навчилися керувати ферромагнітною рідиною, формуючи візерунки

Дослідники показали, що на прикладі суспензії наночастинок можна продемонструвати формування візерунків і структур у більш складних нерівноважних системах - наприклад, у клітинах.

Ферромагнітна рідина - це не тільки красивий сувенір, а й зайнята наукова ілюстрація.

Суспензія складається з маслянистої рідини з наночастинками оксиду заліза. Наночастинки намагаються в магнітному полі і за відповідних умов подача напруги на таку «феррожидкість» змушує наночастинки мігрувати, утворюючи градієнт концентрації в суміші. Щоб феррожидкість «працювала», до її складу повинен входити докузат натрію - воскоподібна хімічна речовина, здатна переносити заряд через рідину.

Дослідники виявили, що присутність докузату натрію при додатку напруги до феррожидкості призводить до поділу електричних зарядів. Наночастинки оксиду заліза при цьому стають негативно зарядженими - виходить, що виникає чутливість до електричного поля.

У результаті програми магнітного поля електроферрожидкість змінюється - змінюється розподіл наночастинок. Розподіл наночастинок нестабільний і залежить від величини зовнішнього магнітного поля.

Такі структури вдалося отримати

Така несподівана динаміка робить «електроферрожидкості» особливо цікавими як з точки зору фундаментальної науки, так і з точки зору життєвої - тепер властивостями феррожидкості можна керувати «на льоту», прикладаючи зовсім невеликі напруги. Як мінімум, це дуже красиво. Однак подібні структури спостерігаються і в живих системах - наприклад, у клітинах. Зазвичай такі структури дуже складні і їх не виходить звести до набору простих параметрів.

Можливість контролювати структуру і розподіл наночастинок цінна і для комерційного виробництва - наприклад, дуже низьке енергоспоживання здатне дати друге життя e-ink екранам.

Дослідження опубліковано в журналі Science Advances.