成果速遞

鐵磁材料具有永久磁矩，但它們大多是不能變形的固體。相比之下，鐵磁流體可以任意變形，但它們?cè)谑覝叵峦幱陧槾艩顟B(tài)，無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)的總磁化強(qiáng)度為零。

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近日，北京化工大學(xué)、美國(guó)麻省大學(xué)及日本東北大學(xué)的Thomas P. Russell（通訊作者）等發(fā)現(xiàn)，分散在油-水界面的單層磁鐵礦納米顆粒具有剩余磁化強(qiáng)度，而不是以通常的超順磁狀態(tài)出現(xiàn)。

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研究發(fā)現(xiàn)，該鐵磁流體液滴具有可逆的順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變行為，并具有一定的矯頑力和剩磁強(qiáng)度。

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通過(guò)對(duì)單個(gè)磁化顆粒進(jìn)行耦合或解耦，可以調(diào)控鐵磁流體的永磁強(qiáng)度，同時(shí)可以使鐵磁流體的液滴形狀反復(fù)改變，甚至可以把鐵磁流體液滴拉長(zhǎng)為圓柱形。

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在鐵磁流體液滴反復(fù)變形的過(guò)程中，單個(gè)磁化顆粒始終表現(xiàn)出不變的鐵磁行為。

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通過(guò)施加外磁場(chǎng)，可以精確調(diào)控鐵磁流體液滴的平移和旋轉(zhuǎn)。

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這項(xiàng)工作對(duì)能量耗散體系及可控液態(tài)體系具有啟發(fā)意義。

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該工作以“Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets”為標(biāo)題于2019年7月19日發(fā)表在國(guó)際頂刊Science上。

圖文導(dǎo)讀

圖一、通過(guò)調(diào)控油–水界面上的磁性納米顆粒–表面活性劑復(fù)合物擁擠程度，可以使超順磁狀態(tài)的鐵磁流體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性液滴。

圖二、鐵磁性液滴的磁偶極相互作用

圖三、鐵磁性液滴的變形過(guò)程

圖四、通過(guò)外加靜態(tài)磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性液滴的篩選。

原文信息

Reconfigurable ferromagnetic liquiddroplets （Science, 2019, DOI:10.1126/science.aaw8719）