中美科研團隊“打印”出有永久磁性的液態磁鐵

近日，中美兩國科研人員采用全液相3D打印技術，制備出一種新型磁性液滴，既具有液體的流動性又具有永久磁性，為研制柔性電子、可靶向輸送藥物的磁控液體機器人等提供了新途徑。在納米級層面，傳統的鐵磁流體本身不存在磁極，只有在外加磁場作用下被持續磁化才能表現出特定磁性。但發表在最新一期美國《科學》雜志上的研究顯示，這種新的磁性液滴材料不需要外加磁場就能表現得像一塊固體磁鐵，且看起來仍然像液體一樣。

北京化工大學和馬薩諸塞大學阿默斯特分校、美國能源部下屬勞倫斯伯克利國家實驗室等機構研究人員采用全液相3D打印技術，“打印”出直徑約1毫米的鐵磁流體液滴，每個液滴中含有大量直徑為20納米的氧化鐵納米顆粒。磁力測定顯示，大約10億個納米顆粒“擠在一起”，它們在磁性線圈的激發下表現出磁性。這些外部的納米顆粒將磁性定向傳遞到液滴核心的納米顆粒上，使整個液滴具有了永久磁性。研究人員利用全液相3D打印和微流控成型技術，可以制造出任意形狀的磁性液滴;將它們分成更小的液滴后，仍然可保持磁性;已成型液體還可通過改變酸堿環境實現可逆磁化或消磁。

由于其特殊的物理性質，鐵磁流體目前應用在電子設備、醫療器械，機械工程和材料科學研究中。這種新型鐵磁液滴未來有望應用在更多場景中，例如可在人體內靶向輸送藥物的磁控機器人、可操控的液態微反應器等。