Tekoči magnetni kristali

Slovenski znanstveniki so prvi ustvarili tekoči magnet

(vir: Delo.si)

Revija Nature je decembra 2013 objavila članek z naslovom Ferromagnetism in suspensions of magnetic platelets in liquid crystal, ki so ga napisali slovenski avtorji Alenka Mertelj, Darja LisjakMiha Drofenik in Martin Čopič (na sliki), sodelavci IJS, FMF UL in FKKT UM.

Slovenski raziskovalci v članku poročajo o feromagnetnem stanju mešanice magnetnih nanodelcev v nematičnem tekočem kristalu. Možnost, da tak tekoči magnet obstaja, je predlagal že Nobelov nagrajenec Pierre de Gennes pred 43 leti, vendar ga kljub mnogim poskusom raziskovalci doslej niso našli.

Mešanice feritnih magnetnih delcev v navadnih tekočinah so pod imenom ferofluidi poznane že okoli 50 let. V njih so brez zunanjega magnetnega polja delci neurejeni in ferofluid se obnaša kot običajna tekočina. V magnetnem polju pa se delci uredijo, in če so dovolj gosti, se sprimejo v verižice, zaradi česar se močno poveča viskoznost, kar se uporablja v posebnih sklopkah.

Delovanje mag. tekočega kristala.

Shematski prikaz mag. silnic.

 

 

 

 

 

 

Doslej so drugi raziskovalci poskušali dobiti magneten tekoči kristal z uporabo podolgovatih magnetnih delcev, kakršni se uporabljajo v ferofluidih. Zaradi oblike se taki delci usmerijo v smeri urejanja tekočega kristala. Vendar so vselej ali ostali magnetno neurejeni, ali pa so se sprijeli v večje skupke.

Mag. kristali pod elekt. mikroskopom.

Darja Lisjak in Miha Drofenik pa sta uspela sintetizirati ploščate magnetne nanodelce z magnetno smerjo pravokotno na ploščico. Alenka Mertelj in Martin Čopič pa sta uspela ploščice zmešati s tekočim kristalom in pokazati, da ima mešanica vse lastnosti magneta. Ploščice so prevlečene s posebno snovjo, zaradi katere se postavijo pravokotno na smer urejanja tekočega kristala. Magnetna sila poskrbi, da magneti vsi kažejo v isto smer, elastičnost tekočega kristala pa prepreči združevanje delcev. Smer magnetnega tekočega kristala je mogoče spreminjati z šibkim zunanjim magnetnim poljem, kar je podlaga za možne uporabe.

Pri tem uspehu je treba posebej poudariti, da je v celoti rezultat dela slovenskih raziskovalcev!

Ta dosežek je omogočilo sodelovanje kemikov, ki so sintetizirali magnetne nanodelce posebne oblike, in fizikov, ki so razvili tehniko priprave stabilne mešanice teh delcev s tekočim kristalom in dokazali njene magnetne lastnosti. S tem smo dobili magnetni tekoči kristal, kar odpira možnosti novih uporab, na primer optičnih naprav, ki jih krmilimo namesto z zunanjo električno napetostjo s šibkimi magnetnimi polji.

Več.