المغناطيس السائل ، أو ferrofluid ، هو مزيج غرواني من الجسيمات المغناطيسية ، (قطرها 10 نانومتر تقريبًا) في حامل سائل ، وعندما لا يوجد مجال مغناطيسي خارجي ، فإن السائل ليس مغناطيسيًا ، ويكون اتجاه جسيمات المغنتيت عشوائيًا.

ومع ذلك ، عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي ، تتوافق اللحظات المغناطيسية للجسيمات مع خطوط المجال المغناطيسي ، وعندما تتم إزالة المجال المغناطيسي ، تعود الجسيمات إلى المحاذاة العشوائية ، ويمكن استخدام هذه الخصائص لصنع سائل يغير كثافته اعتمادًا على قوة المجال المغناطيسي ، ويمكن أن يشكل أشكالًا رائعة ، ويحتوي الناقل السائل لسوائل حديدية على مادة خافضة للتوتر السطحي ، لمنع الجزيئات من الالتصاق ببعضها البعض.

ويمكن تعليق سوائل الحديد في الماء ، أو في سائل عضوي ، ويتألف السائل الحديدي النموذجي من حوالي 5٪ من المواد الصلبة المغناطيسية ، و 10٪ من الفاعل بالسطح ، وحامل 85٪ ، من حيث الحجم ، كما أن نوع واحد من السائل الحديدي الذي يمكنك استخدامه ، يستخدم المغنتيت للجسيمات المغناطيسية ، وحمض الأوليك كفاعل سطحي ، والكيروسين كمائع ناقل لتعليق الجزيئات.

كما يمكنك العثور على سوائل حديدية في السماعات المتطورة ، وفي رؤوس الليزر لبعض مشغلات الأقراص المضغوطة ، وأقراص DVD ، ويتم استخدامها في أختام الاحتكاك المنخفض ، لمحركات العمود الدوار ، وأختام محرك أقراص الكمبيوتر ، كما يمكنك فتح محرك أقراص كمبيوتر ، أو مكبر صوت للوصول إلى المغناطيس السائل ، ولكن من السهل جدًا والممتع ، أن تصنع سائل الحديد الخاص بك. [1]

طريقة صنع مغناطيسات سائلة

1- اعتبارات السلامة

يستخدم هذا الإجراء مواد قابلة للاشتعال ، ويولد حرارة ، وأبخرة سامة ، لذا ارتد نظارات السلامة وحماية الجلد ، واعمل في منطقة جيدة التهوية ، وكن على دراية ببيانات السلامة للمواد الكيميائية الخاصة بك ، كما يمكن أن يتسبب السائل الحاد في تلطيخ الجلد والملابس ، لذا احفظه بعيدًا عن متناول الأطفال ، والحيوانات الأليفة ، واتصل بمركز مكافحة السموم المحلي إذا كنت تشك في الابتلاع ، وهناك خطر التسمم بالحديد الناقل هو الكيروسين.

2- المواد المستخدمة

إليك المواد التي ستحتاجها كالتالي :
1- الأمونيا المنزلية.
2- حمض الأوليك (يوجد في بعض الصيدليات ، ومتاجر الأطعمة الحرفية والصحية).
3- ثنائي الفينيل متعدد الكلور (محلول كلوريد الحديديك) ، وهو متوفر في متاجر الإلكترونيات ، ويمكنك صنع كلوريد الحديديك ، أو محلول كلوريد الحديد ، أو يمكنك أيضًا استخدام مسحوق المغنتيت ، أو الهيماتيت المغناطيسي ، وإذا كان لديك أي من هذه المعادن في متناول اليد ، والهيماتيت المغناطيسي معدن رخيص الثمن يستخدم في المجوهرات.
4- الصوف الصلب.
5- ماء مقطرة.
6- مغناطيس.
7- الكيروسين.
8- مصدر الحرارة.
9- 2أكواب أو أكواب قياس.
10- حقنة بلاستيكية أو كوب طبي (شيء لقياس 10 مل).
11- أوراق تصفية ، أو مرشحات القهوة.

في حين أنه من الممكن إجراء بدائل لحمض الأوليك ، والكيروسين ، فإن التغييرات في المواد الكيميائية ستؤدي إلى تغييرات في خصائص المائع الحديدي ، بدرجات متفاوتة ، كما يمكنك تجربة المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والمذيبات العضوية الأخرى ، ومع ذلك ، يجب أن يكون السطح قابل للذوبان في المذيب.

3- توليف المغنتيت

تتكون الجسيمات المغناطيسية في هذا السائل من المغنتيت ، فإذا لم تبدأ بالمغنتيت ، فإن الخطوة الأولى هي إعداده ، ويتم ذلك عن طريق تقليل كلوريد الحديد (FeCl3) ، في ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى كلوريد الحديد (FeCl2).

ثم يتم تفاعل كلوريد الحديديك لإنتاج المغنتيت ، وعادة ما يكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور التجاري 1.5M كلوريد الحديديك ، لإنتاج 5 غرامات من المغنتيت ، وإذا كنت تستخدم محلول مخزون من كلوريد الحديديك ، فاتبع الإجراء باستخدام محلول 1.5M.

1- صب 10 مللي من الكلور ، و 10 مللي من الماء المقطر في كوب زجاجي.
2- أضف قطعة من الصوف الصلب إلى المحلول ، ثم اخلط السائل حتى تحصل على تغيير اللون ، ويجب أن يصبح المحلول أخضر لامع (الأخضر هو FeCl2).
3- قم بتصفية السائل من خلال ورق الترشيح أو فلتر القهوة ، احفظ السائل ، تجاهل المرشح.
4- تعجل المغنتيت من الحل ،  أضف 20 مللي من الكلور (FeCl3) إلى المحلول الأخضر (FeCl2) ، وإذا كنت تستخدم محاليل مخزون من كلوريد الحديديك والحديد ، ضع في اعتبارك تفاعل FeCl3 ، و FeCl2 بنسبة 2: 1.
5- أضف 150 مل من الأمونيا. سوف يسقط المغنتيت ، Fe3O4 ، من الحل. هذا هو المنتج الذي تريد جمعه. [2]

4- تعليق المغنتيت في الناقل

يجب طلاء الجسيمات المغناطيسية بالسطح بحيث لا تلتصق ببعضها البعض عند المغنطة ، سيتم تعليق الجسيمات المطلية في حامل ، لذلك سيتدفق المحلول المغناطيسي مثل السائل ، بما أنك ستعمل مع الأمونيا والكيروسين ، فقم بإعداد الحامل في منطقة جيدة التهوية ، في الهواء الطلق ، أو تحت غطاء الدخان ، واتبع الخطوات التالية :

  • تسخين محلول المغنتيت إلى أقل من الغليان.
  • أضف 5 مللي من حمض الأوليك ، وحافظ على الحرارة حتى تتبخر الأمونيا (حوالي ساعة).
  • أخرج الخليط من الحرارة واتركه ليبرد ، ليتفاعل حمض الأوليك مع الأمونيا ، لتكوين أوليات الأمونيوم ، وتسمح الحرارة لأيون الزيت بدخول المحلول ، بينما تهرب الأمونيا كغاز (وهذا هو السبب في أنك تحتاج إلى تهوية) ، وعندما يرتبط أيون الزيتون بجزيء مغنتيت ، يتم تحويله إلى حمض الأوليك.
  • أضف 100 مل من الكيروسين إلى تعليق المغنتيت المغلف ، حرك المعلق حتى يتم نقل معظم اللون الأسود إلى الكيروسين ، المغنتيت وحمض الأوليك غير قابل للذوبان في الماء ، في حين أن حمض الأوليك قابل للذوبان في الكيروسين ، وسوف تترك الجسيمات المطلية المحلول المائي لصالح الكيروسين ، وإذا قمت باستبدال الكيروسين ، فيجب أن يكون للمذيب نفس الخاصية : القدرة على إذابة حمض الأوليك ، وليس المغنتيت غير المطلي.
  • صب وحفظ طبقة الكيروسين ، وتخلص من الماء ، ويعتبر أكسيد الحديد الأسود بالإضافة إلى حمض الأوليك ، بالإضافة إلى الكيروسين هو السوائل الحديدية.[3]

5- أشياء لابد من القيام بها سائل الحديد

ينجذب Ferrofluid بقوة إلى المغناطيس ، لذا حافظ على حاجز بين السائل والمغناطيس ،على سبيل المثال ، لوح من الزجاج ، وتجنب رش السائل ، ويعتبر كل من الكيروسين والحديد سامين ، لذا لا تبتلع السوائل الحديدية ، أو تسمح بملامسة الجلد ، لا تقلبه بإصبع أو تلعب به.

فيما يلي بعض الأفكار للأنشطة التي تتضمن فلويد المغناطيس السائل الخاص بك :

1- استخدم مغناطيسًا قويًا ، لتطفو قرشًا فوق السوائل الحديدية.
2- استخدم المغناطيس لسحب السائل الحديدي ، إلى أعلى جوانب الحاوية.
3- أحضر مغناطيسًا قريبًا من السائل الحديدي لرؤية المسامير ، مع اتباع خطوط المجال المغناطيسي.

واستكشف الأشكال التي يمكنك تشكيلها باستخدام المغناطيس ، والحديد السائل ، واحفظ مغناطيسك السائل بعيدًا عن الحرارة واللهب ، وإذا كنت بحاجة للتخلص من السائل الحديدي في مرحلة ما ، وتخلص منه بالطريقة التي تتخلص بها من الكيروسين.