成果速遞

鐵磁材料具有永久磁矩，但它們大多是不能變形的固體。相比之下，鐵磁流體可以任意變形，但它們在室溫下往往處于順磁狀態(tài)，無外磁場時的總磁化強度為零。

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近日，北京化工大學、美國麻省大學及日本東北大學的Thomas P. Russell（通訊作者）等發(fā)現(xiàn)，分散在油-水界面的單層磁鐵礦納米顆粒具有剩余磁化強度，而不是以通常的超順磁狀態(tài)出現(xiàn)。

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研究發(fā)現(xiàn)，該鐵磁流體液滴具有可逆的順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變行為，并具有一定的矯頑力和剩磁強度。

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通過對單個磁化顆粒進行耦合或解耦，可以調(diào)控鐵磁流體的永磁強度，同時可以使鐵磁流體的液滴形狀反復改變，甚至可以把鐵磁流體液滴拉長為圓柱形。

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在鐵磁流體液滴反復變形的過程中，單個磁化顆粒始終表現(xiàn)出不變的鐵磁行為。

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通過施加外磁場，可以精確調(diào)控鐵磁流體液滴的平移和旋轉(zhuǎn)。

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這項工作對能量耗散體系及可控液態(tài)體系具有啟發(fā)意義。

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該工作以“Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets”為標題于2019年7月19日發(fā)表在國際頂刊Science上。

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圖文導讀

圖一、通過調(diào)控油–水界面上的磁性納米顆粒–表面活性劑復合物擁擠程度，可以使超順磁狀態(tài)的鐵磁流體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性液滴。

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圖二、鐵磁性液滴的磁偶極相互作用

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圖三、鐵磁性液滴的變形過程

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圖四、通過外加靜態(tài)磁場或旋轉(zhuǎn)磁場，實現(xiàn)對鐵磁性液滴的篩選。

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原文信息

Reconfigurable ferromagnetic liquiddroplets （Science, 2019, DOI:10.1126/science.aaw8719）