北京化工大学Science：可以反复“蹂躏”！基于可逆顺磁-铁磁转变的铁磁流体液滴

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铁磁材料具有永久磁矩，但它们大多是不能变形的固体。相比之下，铁磁流体可以任意变形，但它们在室温下往往处于顺磁状态，无外磁场时的总磁化强度为零。

近日，北京化工大学、美国麻省大学及日本东北大学的Thomas P. Russell（通讯作者）等发现，分散在油-水界面的单层磁铁矿纳米颗粒具有剩余磁化强度，而不是以通常的超顺磁状态出现。

研究发现，该铁磁流体液滴具有可逆的顺磁-铁磁转变行为，并具有一定的矫顽力和剩磁强度。

通过对单个磁化颗粒进行耦合或解耦，可以调控铁磁流体的永磁强度，同时可以使铁磁流体的液滴形状反复改变，甚至可以把铁磁流体液滴拉长为圆柱形。

在铁磁流体液滴反复变形的过程中，单个磁化颗粒始终表现出不变的铁磁行为。

通过施加外磁场，可以精确调控铁磁流体液滴的平移和旋转。

这项工作对能量耗散体系及可控液态体系具有启发意义。

该工作以“Reconfigurable ferromagnetic liquid droplets”为标题于2019年7月19日发表在国际顶刊Science上。

图文导读

图一、通过调控油–水界面上的磁性纳米颗粒–表面活性剂复合物拥挤程度，可以使超顺磁状态的铁磁流体转变为铁磁性液滴。

图二、铁磁性液滴的磁偶极相互作用

图三、铁磁性液滴的变形过程

图四、通过外加静态磁场或旋转磁场，实现对铁磁性液滴的筛选。

原文信息

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