如同“毒液”的磁性液體

你看過電影《毒液》嗎？電影中那不斷流動(dòng)的“毒液”，就像神秘的黑色觸手，十分震撼。

你一定會(huì)想：電影中的“毒液”，在現(xiàn)實(shí)世界里存在嗎？

現(xiàn)實(shí)中確實(shí)有一種和“毒液”一樣神奇的材料，可以像液體一樣自由流動(dòng)，不僅如此，它還能被磁場(chǎng)控制進(jìn)行定向移動(dòng)，這種神奇的材料就是磁性液體。

什么是磁性液體

磁性液體，是一種新型材料，又叫磁流體，它既具有液體的流動(dòng)性，又具有固體磁性材料的磁性。

1832年，著名科學(xué)家法拉第首次提出了有關(guān)磁流體力學(xué)的問題。后來，多位科學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)研究。

磁性液體這個(gè)名字聽起來讓人搞不明白，其實(shí)從本質(zhì)上講，它就是大量納米顆粒懸浮在水或者油中，形成的具有磁性的懸濁液。因?yàn)檫@些顆粒非常小，只有3～15納米大，所以在沒有磁場(chǎng)的時(shí)候，它們懸浮在液體中；遇到強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，這些納米顆粒會(huì)被磁化，從而可被控制移動(dòng)。

創(chuàng)意新想法

1963年，美國國家航空航天局（NASA）的科學(xué)家在進(jìn)行火箭技術(shù)研發(fā)時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒很難保持穩(wěn)定。為此，大家想了很多解決辦法。

有一個(gè)機(jī)械工程師提出了一個(gè)很有創(chuàng)意的解決思路：把磁粉混在火箭燃料中，然后用強(qiáng)磁場(chǎng)把燃料吸到燃燒室中，這樣一來，燃料就可以穩(wěn)定供給發(fā)動(dòng)機(jī)了。

不過，因?yàn)樵谌剂现屑尤氪欧蹠?huì)影響燃燒效率，所以這個(gè)方法沒有得到實(shí)際應(yīng)用。但這位工程師以這個(gè)思路為起點(diǎn)，研發(fā)了一種制備鐵磁流體的方法，還在1965年獲得了專利。

后來的研究證明，磁性液體大有可為。

得到廣泛應(yīng)用

目前，磁性液體已得到了很廣泛的應(yīng)用，讓我們來看幾個(gè)例子。

密封技術(shù)：把磁性液體涂抹在需要密封的物體表面，放置在磁場(chǎng)中，磁性顆粒會(huì)在磁力作用下排列，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的密封層。這種密封層的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不受摩擦影響，從而減少了磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

藥物運(yùn)輸：在醫(yī)療領(lǐng)域，可以將藥粉和磁性液體混合，再利用磁場(chǎng)引導(dǎo)藥粉向病變細(xì)胞移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的藥物運(yùn)輸。

垃圾分離：多種垃圾混在一起，想要分開很困難，可以將磁性液體與尼龍、聚酯等密度不同的材料混合，然后利用不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，精細(xì)化分離垃圾。

機(jī)械拋光：利用磁場(chǎng)控制磁流體中的納米顆粒，與需要拋光的物體表面進(jìn)行摩擦，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工拋光。

完美潛艇

既然磁性液體這么有用，那么在軍事領(lǐng)域有沒有應(yīng)用呢？

早在幾十年前，就有人設(shè)想過一艘完美潛艇：它沒有螺旋槳，安裝了“履帶系統(tǒng)”，即磁性推進(jìn)器，可以讓潛艇在高速行進(jìn)的同時(shí)，幾乎不產(chǎn)生噪音，當(dāng)時(shí)的探測(cè)裝備都無法偵測(cè)到它，是名副其實(shí)的“深海幽靈”。不過，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)有限，人們還無法研制出這么先進(jìn)的潛艇。

最近，美國軍方公布了一項(xiàng)名為“海底磁流體動(dòng)力泵原理”的項(xiàng)目。看這個(gè)名字就知道，他們是想研制出利用磁性液體的動(dòng)力泵。據(jù)稱，這種新型動(dòng)力泵的工作效率和可靠性都很高，而且噪音極低，和幾十年前人們構(gòu)想的磁性推進(jìn)器完美契合。

走向未來戰(zhàn)場(chǎng)

神奇的磁性液體還將在很多方面成為未來戰(zhàn)場(chǎng)上的利器。

通信系統(tǒng)：當(dāng)前的戰(zhàn)場(chǎng)高度電子化，如何保護(hù)設(shè)備免受電磁干擾是十分重要的。利用磁性液體，可以將通信設(shè)備密封起來，從而提高可靠性和安全性。

衛(wèi)星和空間探測(cè)器：太空環(huán)境基本上是真空狀態(tài)的，傳統(tǒng)的密封物質(zhì)如油和脂肪在真空中會(huì)迅速蒸發(fā)或分解，從而失去密封效果。而磁性液體卻可以保持穩(wěn)定，不會(huì)蒸發(fā)或分解，進(jìn)而長(zhǎng)久保護(hù)部件。

裝甲車輛：磁性液體可用于保護(hù)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和敏感的電子設(shè)備，它不僅能防止液體和氣體的泄露，還能抵御來自戰(zhàn)場(chǎng)的污染物。同時(shí)，因?yàn)槭┘哟艌?chǎng)后，磁性液體可以重新排布，所以在戰(zhàn)場(chǎng)上，當(dāng)裝備受到?jīng)_擊和損傷時(shí)，磁性液體還可以自我修復(fù)。

智能設(shè)備：各類智能設(shè)備都裝有很多傳感器，磁性液體可以提高傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度，進(jìn)而提高軍事設(shè)備的感知能力。

怎么樣，磁性液體夠神奇吧？隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，磁性液體將會(huì)發(fā)揮越來越大的作用。