02.15 這種不按套路出牌的魔法液體,玩起來令人渾身舒適|科學DIY

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你可能在網上見過這種好玩的東西——

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看起來明明是液體,卻可以擺脫容器的限制,拗出造型,玩法多樣,完全不按常理出牌。它到底是何方神聖?

其實這種玩具的材料叫做鐵磁流體(ferrofluid),我們在家也可以做哦!

關鍵概念

鐵磁流體

材料和操作

磁鐵一塊(最好是磁性更大的稀土磁鐵)

菜油,或者機油。機油裡含有表面活性劑,效果比菜油好很多。

激光打印機的MICR碳粉,這種碳粉裡面含有氧化鐵。

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激光打印機的MICR碳粉

沒有碳粉,可以用效果更好的黑色的氧化鐵顏料粉(內含四氧化三鐵Fe3O4)代替。氧化鐵顏料粉在購物網站搜索就可以找到,價格大約是1千克10元左右。

手套(鐵磁流體很容易弄髒手和桌面,洗不掉,所以要帶好手套)

製作方法非常簡單,把四氧化三鐵粉末倒入油中攪拌均勻,倒入盤子裡,然後就可以用磁鐵來玩了。

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看下效果吧。用機油和四氧化三鐵粉末混合後,隔著桌子,磁鐵也讓鐵磁流體長出尖刺。

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用磁鐵讓鐵磁流體寫字——

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把磁鐵整個放到鐵磁流體裡——

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你還可以找一個玻璃瓶,倒入鐵磁流體和乙醇,就可以做出鐵磁流體岩漿燈——

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如果你家還有PVC膠水和硼砂,那麼就可以放入氧化鐵粉末攪拌起來,做成更好玩的磁性橡皮泥。

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原理

激光打印機的碳粉含有40%的磁鐵礦(四氧化三鐵,具有磁性)、赤鐵礦,或其他含鐵化合物,這些粉末的直徑通常為10納米不到,很適合用來製作鐵磁流體。

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磁鐵礦

加入油(以及防止結塊的表面活性劑)以後,它們就會變成鐵磁流體,含鐵化合物懸浮在這種膠體溶液裡。

在施加磁場的情況下,磁性微粒就會受到磁場吸引。在磁場、重力以及液體表面張力的三重作用下,鐵磁流體就會長出尖刺。

在實際生活中,鐵磁流體有很多用處,比如用來製作磁流體密封裝置、電動式揚聲器、測斜儀(測量相對於地心傾角的儀器)等。

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鐵磁流體可以用來給斯特林發動機密封,減少摩擦。

實際上,磁鐵礦是地球上天然礦石中磁性最強的物質。許多生物就利用四氧化三鐵來感知磁場,比如趨磁細菌(magnetotactic bacteria)。

趨磁細菌有個叫磁小體(magnetosome)的細胞器,裡面含有四氧化三鐵。磁小體讓細菌可以沿著磁場運動。這可能是世界上最萌的生物指南針了。

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趨磁細菌和磁小體(黑色鏈條)

不只是趨磁細菌,人的大腦中的許多部位也可以找到四氧化三鐵,其中一些是天然產生的,一些是因為空氣汙染造成的。

一些研究者懷疑人腦中的四氧化三鐵和阿爾茲海默症有關,因為阿爾茲海默症患者腦中常被發現有大量的鐵質微粒。

汽車尾氣是磁鐵礦微粒的一大來源。英國蘭卡斯特馬路邊的空氣中,每立方米就含有2億個磁鐵礦微粒。

當然了,鐵是生命活動所需的重要元素。生病的時候沒胃口,不是為了餓死病菌,而是為了給同樣喜歡鐵質的病菌掐斷供給。(詳情點我查看)

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