(c) Graphicstock

Poprvé připraveny feromagnetické kapaliny

Speciální 3D tiskárny umožňují tisk feromagnetických kapalin. Vědci z Berkley Lab uvádějí, že výsledkem by mohly být např. různé flexibilní částice, které by se lépe dokázaly pohybovat v lidském těle a zde sloužit pro léčbu i diagnostiku.
Studii vedl Tom Russell (Berkley Lab, University of Massachusetts, Amherst). Spolu s hlavním autorem článku v Science Xubo Liu se již dříve zabývali roztoky oxidů železa, tzv. ferrofluidy. V těchto případech jde o paramagnetické látky, tj. magneticky se uspořádají v přítomnosti vnějšího magnetického pole, ale svůj magnetismus si neudrží. Vědci zkusili tyto látky upravit tak, aby získali první kapalný feromagnet. Vytiskli na speciální 3D tiskárně kapky roztoku ferrofluidu; tyto kapky byly velké asi 1 milimetr, přičemž samotné částice oxidu železa měly velikost jen kolem 20 nanometrů.
Pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM) pak vědci zjistili, že v důsledku tzv. mezifázového rušení (interfacial jamming) vytvářejí nanočástice jakési skořápky na povrchu kapek, kde se jich soustřeďuje víc než v nitru, „mačkají se do stěn“. Po přenesení do nemístitelné kapaliny pak tyto povrchové nančástice lze uspořádat pomocí vnějšího magnetického pole. Klíčové však je, že v tomto případě orientace zůstane i po jeho odstranění, tj. látka je feromagnetická. To se projevuje tak, že v roztoku oleje se kapičky pohybují náhodně a mění svůj tvar, ovšem pohyb různých kapek a především nanočástic oxidu železa je synchronizován. Vědci dokázali změřit, že v jeden okamžik všechny severní póly nanočástic oxidu železitého mířily jedním směrem. Za toho chování odpovídají nanočástice oxidu železa na povrchu kapek, ovšem řídí se podle nich i nanočástice uvnitř (přitom „řídicích“ částic je řádově jen 1 %). Pokud kapku dále rozdělíme, magnetismus se udrží. Přitom ale samotné kapky dokáží měnit svůj tvar, mění se z koule na válec, vlákno nebo dokonce do chobotnicových tvarů. Nanočástice na povrchu však nějak stejně drží při sobě a feromagnetismus udrží.
Dalším trikem je vzdáleně magnetické chování vypnout a pak ho znovu obnovit. V režimu magnetismu lze samozřejmě pohyby částic řídit pomocí externího magnetu. Samotné nanočástice mají již velikost odpovídající např. proteinům protilátek, daly by se na sebe navazovat a pak cíleně dopravovat např. na místa nádorů.

X. Liu el al., „Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets,“ Science (2019). https://science.sciencemag.org/content/365/6450/264
Zdroj: Lawrence Berkeley National Laboratory/Phys.org

Poznámky PH:
Ale chceme-li takto hýbat magnetickou kapičkou třeba s protilátkami či léky, snad by nám stačilo, aby látka byla paramegnetická? Čili v tomto případě feromagnetismus má výhodu nikoliv pro řízení pohybu, ale spíše k tomu, že nechápe kapičku jít vlastními cestami a dokážeme ji přesně sledovat?
Kdyby šlo o kapalinu v plném slova smyslu, pak by se v prostředí nemísitelné kapaliny všechny kapky s nanočásticemi oxidu železa měly tendenci slít do jediného objektu? Spojují se?

Zdroj: NASA/Wikipedia, licence obrázku public domain

Všechna pohoří si jsou podobná – matematicky

Prý nezávisí na absolutní výšce hor, na jejich stáří ani na tom, zda jsou tektonického …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close