แม่เหล็กถาวรเหลว (Ferromagnetic Liquid) (2019)

กระทู้ข่าว

นักวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์ สนามแม่เหล็ก (Megnetic Field) บทความวิชาการ

ค้นพบแม่เหล็กถาวรเหลวที่ปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์และวิทยาการใหม่ในอนาคต

ภาพจาก: https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20190805a/full/

หากกล่าวถึงแม่เหล็กถาวร หลายท่านอาจนึกถึงแท่งแม่เหล็กสีดำ สีเงิน หรือทาสีสองสี ซึ่งล้วนแล้วเป็นแม่เหล็กที่อยู่ในรูปของแข็งทั้งสิ้น แต่ทราบหรือไม่ว่าปัจจุบันนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแม่เหล็กถาวรที่เปลี่ยนแปลงรูปร่างได้แบบของเหลวแล้ว โดยการค้นพบนี้ได้ถูกตีพิมพ์ลงในวารสารวิทยาศาสตร์ เมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม 2562 ที่ผ่านมา หลายท่านอาจแย้งในใจว่าแม่เหล็กเหลวก็มีมาตั้งแต่ช่วง 60 ปีก่อนแล้ว แต่นั่นคือ เฟอร์โรฟลูอิด (Ferrofluids) ซึ่งเป็นแม่เหล็กชั่วคราวเหลวที่หากนำสนามแม่เหล็กออกก็จะสิ้นคุณสมบัติแม่เหล็กไป

โทมัส รัสเซลล์ (Tomas P. Russell) นักวิทยาศาสตร์โพลิเมอร์แห่งมหาวิทยาลัยแมสซาซูเซตส์ สหรัฐอเมริกา และ ซูโบ หลิว (Xubo Liu) นักศึกษาจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์เบิร์กลีย์ สหรัฐอเมริกา และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเคมีปักกิ่ง ประเทศจีน พร้อมทีมนักวิจัย ได้ค้นพบแม่เหล็กถาวรเหลวโดยบังเอิญขณะพัฒนาวิธีการรักษาสภาพและรูปร่างของของเหลวชนิดหนึ่งในของเหลวอีกชนิดหนึ่งโดยการใช้สารลดแรงตึงผิว เช่น การรักษาสภาพน้ำรูปทรงกระบอกในน้ำมันซิลิโคน

โดยครั้งนี้หลิวได้ทดลองฉีดเฟอร์โรฟลูอิดขนาด 1 มิลลิเมตรที่เต็มไปด้วยอนุภาคเหล็กออกไซด์เล็กขนาด 20 นาโนเมตรหลายพันล้านชิ้นผ่านเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D Printer) ลงในน้ำมันโทลูอีนผสมสารลดแรงตึงผิว และนำไปทดลองในสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำให้หยดเฟอร์โรฟลูอิดแต่ละหยดมีสภาพเป็นแม่เหล็ก

แต่ความน่าอัศจรรย์เกิดขึ้นเมื่อนำสนามแม่เหล็กออกไปแล้วหลิวสังเกตว่าหยดเฟอร์โรฟลูอิดยังคงสภาพแม่เหล็กอยู่ ซึ่งรัสเซลล์ชี้ให้เห็นว่าอาจเพราะหยดมีขนาดเล็กอนุภาคเหล็กออกไซด์นาโนที่รวมตัวกันหนาแน่นอาจทำให้รักษาสภาพแม่เหล็กไว้ พวกเขาจึงทดลองเพิ่มขนาดหยดเฟอร์โรฟลูอิดขึ้นเรื่อย ๆ ผลปรากฏว่าไม่เพียงแต่หยดเฟอร์โรฟลูอิดจะคงสภาพแม่เหล็กไว้แต่ความเป็นแม่เหล็กนั้นยังเพิ่มขึ้นตามขนาดของหยดด้วย ซึ่งหมายความว่าพวกเขาได้ค้นพบการสร้าง แม่เหล็กถาวรเหลว (Ferromagnetic Liquid) แน่นอนแล้ว ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อทดลองต่อไปพวกเขาพบว่าสามารถบังคับเปลี่ยนแปลงรูปร่าง รวมทั้งเปิดหรือปิดสภาพแม่เหล็กตามต้องการได้อีกด้วย

แม้ว่าการค้นพบครั้งนี้จะเป็นเพียงจุดเริ่มต้นในขนาดเล็ก ๆ แต่เป็นจุดเริ่มต้นที่ยิ่งใหญ่ที่นำไปสู่การศึกษาวิทยาศาสตร์แขนงใหม่ “วิทยาศาสตร์สสารนุ่มแม่เหล็ก” (Science in magnetic soft matter) และวิทยาการใหม่ ๆ ที่จะเกิดขึ้นอันช่วยให้เราสามารถพัฒนาคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้นแน่นอน