Фізики примусили магнітне поле перемішувати рідину

09/07/2009

Фізики змогли примусити магнітне поле перемішувати рідину. Про це повідомляє видання Physical Review Focus, а стаття учених з'явилася в журналі Physical Review Letters.

Ще кілька років тому ті ж дослідники з'ясували, що дія динамічно змінного магнітного поля на суспензію частинок, які володіють магнітними властивостями, призводить до виникнення усередині рідини складних струмів. У новій роботі учені змогли прояснити цей процес, а також запропонувати способи його практичного застосування.

В рамках досліду фізики поміщали частинки, що містять метал, діаметром 4-7 мікрон в декілька міллілітрів етиленгліколю або етилового спирту. Ця суспензія заливалася в пластикову судину, яку учені поміщали у магнітне поле, що обертається. В результаті у рідині утворювалися довгі ланцюжки частинок, нахилені під кутом до осі обертання. Ці ланцюжки є результатом орієнтування металовмісних частинок у зовнішньому магнітному полі.

Як виявилось, ці ланцюжки здатні перемішувати рідину так само, як це робиться в лабораторії звичайною паличкою. При цьому дослідники з'ясували декілька незвичайних властивостей цього процесу.

По-перше, момент сили, що діє на елемент об'єму (який і характеризує інтенсивність перемішування), виявився майже незалежним від швидкості обертання магнітного поля (проте залежним від його напруженості). Дослідники пояснюють це тим, що збільшення швидкості призводить не тільки до прискорення обертання ланцюжків і посилення моменту, але і руйнуванню найдовших з них і, відповідно, його ослаблення. У результаті два процеси нейтралізують один одного, і момент залишається практично постійним.

По-друге, момент виявився незалежним від в'язкості рідини. Останнє особливо важливо, оскільки дозволяє перемішувати так само рідини, які через велику в'язкість перемішувати досить важко.

Дослідники припускають, що нова методика може бути використана при перемішуванні рідин в наносистемах. Учені відзначають, що через малі розміри каналів у таких пристроях ефективна технологія створення "змішувачів" для них відсутня. При цьому фізики не уточнюють, яким чином вони планують відокремлювати частинки від розчину після перемішування.

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації