液体磁石の作り方

仮想写真/ゲッティイメージズ

液体磁石、または磁性流体は、コロイドです。 混合 液体キャリア中の磁性粒子 (直径約 10 nm)。外部磁場が存在しない場合、流体は磁性を持たず、マグネタイト粒子の向きはランダムです。ただし、外部磁場が適用されると、粒子の磁気モーメントは磁力線と整列します。磁場が取り除かれると、粒子はランダムな配列に戻ります。

これらの特性を利用して、磁場の強さに応じて密度が変化し、幻想的な形を形成できる液体を作ることができます。

磁性流体の液体キャリアには、 界面活性剤 粒子同士がくっつかないように。磁性流体は、水または有機流体に懸濁することができます。典型的な磁性流体は、容量で約 5% の磁性固体、10% の界面活性剤、および 85% のキャリアです。作成できる磁性流体の 1 つのタイプは、磁性粒子にマグネタイト、界面活性剤としてオレイン酸、および粒子を懸濁させるキャリア流体としてケロシンを使用します。

磁性流体は、ハイエンド スピーカーや、一部の CD および DVD プレーヤーのレーザー ヘッドに見られます。これらは、シャフト モーターを回転させるための低摩擦シールや、コンピューターのディスク ドライブのシールに使用されます。コンピューターのディスク ドライブやスピーカーを開いて液体磁石にアクセスすることもできますが、独自の磁性流体を作成するのは非常に簡単です (そして楽しいことです)。

方法は次のとおりです。

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安全上の考慮事項

ヒューズ/ゲッティイメージズ

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ヒューズ/ゲッティイメージズ

この手順では可燃性物質が使用され、熱と有毒ガスが発生します。切る安全メガネ換気の良い場所で作業し、化学物質の安全データに精通してください。磁性流体は、皮膚や衣類を汚す可能性があります。お子様やペットの手の届かないところに保管してください。飲み込んだ疑いがある場合は、地域の毒物管理センターに連絡してください。鉄中毒の危険があります。キャリアは灯油です。

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材料

ジョップストック/ゲッティイメージズ

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ジョップストック/ゲッティイメージズ

必要な資料は次のとおりです。

• 家庭用アンモニア
• オレイン酸（一部の薬局、工芸品、健康食品店で販売されています）
• 電器店で入手できる PCB エッチング液 (塩化第二鉄溶液)。塩化第二鉄または塩化第一鉄溶液を作るか、マグネタイトまたは磁性ヘマタイトの粉末が手元にあれば使用できます。 (磁気ヘマタイトは、ジュエリーに使用される安価な鉱物です。)
• スチールウール
• 蒸留水
• 磁石
• 灯油
• 熱源
• ビーカーまたは計量カップ 2個
• プラスチック注射器または薬カップ（10mlを計るもの）
• 濾紙またはコーヒーフィルター

オレイン酸と灯油を代用することは可能ですが、化学物質を変更すると、さまざまな程度で磁性流体の特性が変化します。他の界面活性剤や他の有機溶剤を試すことができます。ただし、界面活性剤は溶媒に可溶でなければなりません。

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マグネタイトの合成

エカテリーナ・ルトヒナ/ゲッティイメージズ

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エカテリーナ・ルトヒナ/ゲッティイメージズ

この磁性流体の磁性粒子はマグネタイトで構成されています。磁鉄鉱から始めていない場合、最初のステップはそれを準備することです.これは、塩化第二鉄 (FeCl₃) 塩化第一鉄 (FeCl) への PCB エッチング液中₂）。次に、塩化第二鉄が反応してマグネタイトが生成されます。市販の PCB エッチャントは通常 1.5M の塩化第二鉄で、5 グラムの磁鉄鉱を生成します。塩化第二鉄の原液を使用している場合は、1.5M 溶液を使用して手順に従います。

1. PCBエッチング液10mlと蒸留水10mlをガラスカップに注ぎます。
2. ソリューションにスチール ウールを追加します。色が変わるまで液体を混ぜます。溶液は明るい緑色になるはずです (緑色は FeCl₂）。
3. ろ紙またはコーヒーフィルターを通して液体をろ過します。液体を保管してください。フィルターを破棄します。
4. 溶液から磁鉄鉱を沈殿させます。 20 ml の PCB エッチャント (FeCl₃) 緑色の溶液 (FeCl₂）。塩化第二鉄および塩化第一鉄の原液を使用している場合は、FeCl に注意してください。₃とFeCl₂2:1の割合で反応します。
5. 150mlのアンモニアをかき混ぜます。磁鉄鉱、Fe₃〇₄、解から外れます。コレクションしたい商品です。

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マグネタイトを担体に懸濁

Westend61 /ゲッティイメージズ

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Westend61 /ゲッティイメージズ

磁性粒子は、磁化されたときにくっつかないように界面活性剤でコーティングする必要があります。コーティングされた粒子はキャリアに懸濁されるため、磁性溶液は液体のように流れます。アンモニアと灯油を使用するため、換気の良い屋外または換気フードの下でキャリアを準備します。次の手順を実行します：

1. マグネタイト溶液を沸騰直前まで加熱します。
2. 5mlのオレイン酸でかき混ぜます。アンモニアが蒸発するまで熱を維持します (約 1 時間)。
3. 混合物を火から下ろし、冷まします。オレイン酸はアンモニアと反応してオレイン酸アンモニウムになります。熱によりオレイン酸イオンが溶液に入ることができますが、アンモニアはガスとして排出されます (これが換気が必要な理由です)。オレイン酸イオンがマグネタイト粒子に結合すると、オレイン酸に再変換されます。
4. コーティングされたマグネタイト懸濁液に 100 ml の灯油を加えます。黒い色のほとんどが灯油に移されるまで懸濁液をかき混ぜます。マグネタイトとオレイン酸は水に溶けませんが、オレイン酸は灯油に溶けます。コーティングされた粒子は、灯油を優先して水溶液を離れます。灯油を代用する場合、溶媒は同じ特性を持っている必要があります。つまり、オレイン酸を溶解する能力がありますが、コーティングされていないマグネタイトは溶解しません.
5. デカント 灯油層を保存します。水を捨てる。磁鉄鉱とオレイン酸と灯油が磁性流体です。

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磁性流体でやるべきこと

LYagovy /ゲッティイメージズ

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LYagovy /ゲッティイメージズ

磁性流体は磁石に非常に強く引き付けられるため、液体と磁石の間にバリアを維持します (例: ガラス板)。液体の飛散は避けてください。灯油と鉄はどちらも有毒なので、磁性流体を摂取したり、皮膚に触れさせたりしないでください。指でかき混ぜたり、遊んだりしないでください。

液体磁性磁性流体を使用したアクティビティのアイデアをいくつか紹介します。

• 強力な磁石を使用して、磁性流体の上にペニーを浮かせます。
• 磁石を使用して磁性流体を容器の側面に引き寄せます。
• 磁性流体に磁石を近づけると、磁場の線に沿ってスパイクが形成されるのがわかります。

磁石と磁性流体を使って形成できる形状を調べてください。液体磁石は熱や炎から離して保管してください。ある時点で磁性流体を処分する必要がある場合は、灯油を処分するのと同じ方法で処分してください。