Des aimants liquides

GC Staff
Août 02, 2019
Écrit par GC Staff
À l’aide d’une imprimante 3D modifiée, une équipe de scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), du Département de l’énergie des États-Unis, a fabriqué un nouveau matériau à la fois liquide et magnétique. Ce que « personne n’avait jamais observé cela auparavant. Cela ouvre la porte à un nouveau domaine de la science de la matière molle magnétique », a déclaré Tom Russell, scientifique invité à Berkeley Lab et professeur de science des polymères et d’ingénierie à l’Université du Massachusetts, à Amherst, qui a dirigé les recherches ayant conduit à élaborer un tel matériau.

 

L’idée de départ était de former des structures liquides à partir de ferrofluides, qui sont des solutions de particules d'oxyde de fer qui deviennent fortement magnétiques en présence d'un autre aimant. « Nous nous sommes demandé si un ferrofluide devenait temporairement magnétique, que pourrions-nous faire pour le rendre magnétique en permanence, et se comporter comme un aimant solide tout en ayant l'aspect d'un liquide ? » a indiqué Tom Russell.

À cette fin, l’équipe de chercheurs a utilisé une technique d’impression 3 développée avec l’ancien chercheur postdoctoral Joe Forth dans la division Science des matériaux de Berkeley Lab pour imprimer des gouttelettes d’un millimètre dans une solution de ferrofluide contenant des nanoparticules d’oxyde de fer de seulement 20 nanomètres de diamètre.

Puis l’équipe a utilisé une chimie de surface et des techniques sophistiquées de microscopie à force atomique, révélant que les nanoparticules formaient une coque ressemblant à un solide à la jonction des deux liquides par le biais d'un phénomène appelé « brouillage interfacial ».

« Les nanoparticules sont pressées à la surface de la gouttelette, comme les murs qui se rejoignent dans une petite pièce pleine de monde », a signalé Tom Russell. Pour les rendre magnétiques, les scientifiques ont placé les gouttelettes par une bobine magnétique en solution. Comme prévu, la bobine magnétique attirait les nanoparticules d’oxyde de fer vers elle. Mais quand ils ont retiré la bobine magnétique, il s'est passé quelque chose d'assez inattendu : comme des nageurs synchronisés, les gouttelettes se sont réunies à l'unisson, formant un tourbillon élégant comme des gouttelettes dansantes. D'une manière ou d'une autre, ces gouttelettes étaient devenues magnétiques de façon permanente.

« Nous ne pouvions presque pas y croire », a affirmé Tom Russell. Avant notre étude, les gens avaient toujours supposé que les aimants permanents ne pouvaient être fabriqués qu'à partir de solides. »
https://www.lbl.gov/

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