顛覆你認知的新發現 世界上第一種擁有永久磁性的液體磁鐵

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磁鐵大家一定都不會陌生，它的主要成分是鐵、鈷、鎳等原子。由於這些原子的內部結構比較特殊，本身就具有磁矩，因此磁鐵能夠產生磁場，具有可以吸附鐵磁性物質的能力。磁鐵在現實生活中應用十分廣泛，比如指南針、電動機、發電機和磁懸浮列車等等。

在大家的印象中，磁鐵都是堅硬的固體形態，磁鐵有沒有可能是液體的形態呢？在此之前，最接近帶有磁性的液體的是一種被稱為鐵磁流體的液體，它是鐵氧化物顆粒的溶液，當它們處於其它磁場的條件下就會具有強磁性，當外界磁場撤除時，鐵磁流體就不再具有磁性。有了鐵磁流體作為參考，許多科學家一直希望創造出像固體磁鐵一樣的，具有永久磁性的磁性液體。

最近，勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員對外界宣布，他們已經製造出世界上第一種具有永久磁性的液體，這一成果可能為諸多領域帶來翻天覆地的變化。在過去的七年里，實驗室的研究人員在一個名為自適應界面組件的結構液體項目中不斷探索，最終開發出這種新的材料，一種可3D列印的全液體結構。

研究人員使用3D列印技術製作出1毫米的鐵磁流體液滴，每個液滴含有數十億隻20納米寬的氧化鐵納米顆粒。將它們懸浮在另一種液體溶液中，藉助表面化學和複雜的原子力顯微鏡技術，研究人員發現納米顆粒在兩種液體之間的界面處相互擁擠，通過一種被稱為「界面干擾」的現象形成了一個類似固體的殼。

接下來，研究人員在外部液體中放入一個磁性線圈，磁性線圈將氧化鐵納米顆粒拉向它，從而激發了鐵磁流體液滴的磁力。結果與通常的鐵磁流體不同，當磁性線圈被移除之後，鐵磁流體液滴的磁性仍然存在並開始一致地圍繞著彼此旋轉。

通過進一步對液滴進行磁力測量，研究人員找出了原因。液滴中的每個氧化鐵納米顆粒會立即對磁性線圈的磁場做出一致的響應，就像固體磁鐵一樣。並且因為許多納米顆粒在表面被緊密的卡在一起，讓它們在表面上形成了固體磁殼。這些外部的納米顆粒也將它們的磁性傳遞到液滴核心中的納米顆粒上，使整個液滴獲得了永久磁性。

正如研究人員希望的那樣，磁性液體可以在任何形狀下都保持磁性。鐵磁流體液滴還可以被分成更小的液滴，也可以將它們變成任何形狀，比如球形、圓柱形、薄餅形和管形等等。最重要的是，可以通過對液滴的調節，隨意打開和關閉鐵磁流體的磁性。

基於這種既是液體又有磁性的新材料已經發現的特徵，為磁性軟物質的新科學領域打開了大門。它將來可以被用於各種應用，從提供靶向癌症療法的人造細胞到可以改變其形狀以適應周圍環境的柔性液體機器人。

總結：一般情況下提及的磁鐵都是固體，它們的應用十分廣泛；現在最接近液體的磁鐵是鐵磁流體的液體，當外部磁場撤除時它的磁性也會消失；新型的液體磁鐵是用3D列印技術製成的氧化鐵納米顆粒構成的鐵磁流體液滴組成，它具有永久磁性，而且外形任意；液體磁鐵未來應用廣泛，特別是人造細胞和液體機器人。

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