محققان دانشگاه آلتو نشان داده‌اند که تعلیق نانوذرات می‌تواند به عنوان یک مدل ساده برای مطالعه شکل‌گیری مدل‌ها و ساختارها در سیستم‌های پیچیده‌تر غیرتعادلی مانند سلول‌های زنده باشد. سیستم جدید نه تنها ابزار ارزشمندی برای مطالعه فرآیندهای مدل سازی خواهد بود، بلکه دارای طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه تکنولوژیکی خواهد بود.
این مخلوط شامل یک مایع روغنی است که حامل نانوذرات اکسید آهن است که در یک میدان مغناطیسی مغناطیسی می شوند. تحت شرایط مناسب، اعمال تنش به این فروسیال باعث مهاجرت نانوذرات و تشکیل یک گرادیان غلظت در مخلوط می شود. برای انجام این کار، فروسیال باید حاوی docusate باشد، یک ماده شیمیایی مومی شکل که می تواند بار را از طریق مایع حمل کند.
محققان دریافتند که وجود دوکوزات و ولتاژ در فروسیال منجر به جدا شدن بارهای الکتریکی می شود، زیرا نانوذرات اکسید آهن دارای بار منفی می شوند. کارلو ریگونی، عضو فوق دکتری در آلتو، می گوید: «ما اصلاً انتظار چنین چیزی را نداشتیم. ما هنوز نمی دانیم چرا این اتفاق می افتد. در واقع، ما حتی نمی دانیم که آیا با اضافه شدن سند، شارژها از قبل تقسیم شده اند یا به محض روشن شدن ولتاژ اتفاق می افتد.
برای انعکاس حساسیت جدید به میدان های الکتریکی، محققان به جای فروسیال، الکتروفروسیال مایع را فقط فروسیال می نامند. این واکنش الکتریکی باعث مهاجرت نانوذرات می‌شود و تفاوت‌های حاصل از آن در غلظت نانوذرات، پاسخ مغناطیسی الکتروفروسیال را تغییر می‌دهد.
در نتیجه اعمال میدان مغناطیسی بر روی الکتروفروسیال توزیع نانوذرات را تغییر می‌دهد و مدل دقیق به قدرت و جهت میدان مغناطیسی بستگی دارد. به عبارت دیگر، توزیع نانوذرات ناپایدار است و از یک حالت به حالت دیگر تغییر می کند، که به دلیل یک تغییر کوچک در میدان مغناطیسی خارجی است. ترکیب ولتاژ و داکوس سیال را از یک سیستم تعادلی به یک سیستم غیرتعادلی تبدیل می کند که برای حفظ حالت خود به یک ورودی ثابت انرژی نیاز دارد - یک سیستم اتلاف.
این دینامیک غیرمنتظره باعث می شود که الکتروفروسیال ها هم از نظر علمی و هم از نظر کاربردهای بالقوه جالب توجه باشند. فروسیال ها از زمان کشفشان در دهه 1960 توجه دانشمندان، مهندسان و هنرمندان را به خود جلب کرده اند. ما اکنون با اعمال مقدار کمی ولتاژ برای بیرون راندن سیال از ترمودینامیک، یک رویکرد بسیار آسان برای کنترل خواص مغناطیسی آنها در حرکت پیدا کرده‌ایم. تعادل جاکو تیمونن، استاد فیزیک تجربی ماده متراکم در آلتو، که این مطالعه را رهبری می‌کند، می‌گوید: «این اجازه می‌دهد تا سطح کاملاً جدیدی از کنترل بر روی ویژگی‌های سیال برای کاربردهای فناوری، پیچیدگی در شکل‌گیری الگو و شاید حتی رویکردهای هنری جدید وجود داشته باشد.
ریگونی می‌گوید: «رانندگی پراکنده مکانیسم رایجی است که الگوها و ساختارهایی را در اطراف ما ایجاد می‌کند. زندگی یک نمونه است.
ریگونی توضیح می‌دهد که این کشف یک سیستم مدل ارزشمند را برای محققانی که سعی در درک سیستم‌های پراکندگی و شکل‌گیری مدل‌های زیربنایی دارند، چه به شکل موجودات زنده یا سیستم‌های پیچیده بی‌جان ارائه می‌کند.
"بیشتر سیستم های پراکندگی بسیار پیچیده هستند. برای مثال، کاهش ساختارهای زنده به مجموعه‌ای از پارامترهای ساده که می‌توانند ظاهر ساختارهای خاص را توضیح دهند، بسیار دشوار است. فروسیال مبتنی بر ولتاژ را می توان برای مطالعه انتقال به یک سیستم پراکندگی و درک اینکه چگونه تأثیرات خارجی، مانند یک میدان مغناطیسی، با سیستم برای تولید یا تغییر ساختارها برهم کنش می کنند، استفاده کرد. ریگونی می‌گوید: «این می‌تواند به ما نکاتی در مورد چگونگی ایجاد ساختارهای منحرف کننده در زمینه‌های پیچیده‌تر بدهد.
این کشف علاوه بر ارزش آن در تحقیقات پایه، کاربردهای عملی بالقوه ای نیز دارد. توانایی کنترل الگوی و توزیع نانوذرات در تعدادی از فناوری‌ها مانند گریل‌های نوری و صفحه‌های جوهر الکترونیکی ارزشمند است و مصرف انرژی بسیار پایین این رویکرد را به‌ویژه جذاب می‌کند. ریگونی می‌گوید: «این تحقیقات اولیه عمدتاً برای علوم پایه بود، اما ما قبلاً کارهایی را شروع کرده‌ایم که بر کاربردها متمرکز است.
نقل قول: تنظیم سیال مغناطیسی با میدان الکتریکی مدل‌های پراکندگی قابل کنترل را ایجاد می‌کند (۲۰۲۱، ۲۲ دسامبر)، بازیابی شده در ۲۳ دسامبر ۲۰۲۱ از https://phys.org/news/2021-12-tuning-magnetic-fluid-electric-field. .html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- Frank Gore در زندگی موضوع: پلیس پس از 'قرار دادن یک اسلحه به من سر'
- دانشمندان مدل های جغرافیایی جوامع میکروبی خاک در بیابان های کریدور هکسی را ترسیم می کنند.
- Gerrit کول آثار در استادیوم یانکی به عنوان "رئیس" به نظر می رسد در
- CityWatch: New York said ‘action,’ but many film and TV cameras won’t get rolling until September or later
- هفت راه برای حمایت از رفاه دانشجویان و کارکنان
- یانکی ها امید هارون قاضی را بازی افتتاحیه روز
- محققان دریافتند که نسخههای جدیدتر SARS-CoV-2 برخلاف نسخه اصلی ویروس می‌توانند موشها را آلوده کنند.
- باربری شهریار
- مسن آمریکایی ها چهره دیگر همه گیر خطر: بیشتر نمی تواند کار از راه دور با وجود COVID-19
- کوئینسی جونز در مقابل مایکل جکسون و مستغلات: دادگاه نوار جونز از $9.4 میلیون دلار حق امتیاز