L'immagine mostra un ferrofluido all'interno di un campo magnetico. I spunzoni sono nanoparticelle magnetiche che reagiscono in reazione al campo magnetico creato intorno dal magnete. La struttura cambia in modo dinamico di continuo in base al campo magnetico. Credit: wikimedia

Usati a Hollywood e nell'industria pubblicitaria per creare effetti speciali molto esotici, i ferrofluidi sono materiali che sembrano quasi magici perché sono sia liquidi che magnetici allo stesso tempo. In uno studio pubblicato oggi sul Physical Review B, Hur Koser, ingegnere elettronico e professore all'Università di Yale, insieme ad alcuni colleghi dell'Università di Georgia, e del Massachusetts Institute of Technology, ha dimostrato per la prima volta un approccio che permette ai ferrofluidi di essere pompati usando soltanto i campi magnetici. L'invenzione potrebbe portare a nuove applicazioni di questo misterioso materiale.

Sviluppati negli anni '1960 dagli scienziati della NASA che stavano cercando un metodo non-meccanico per muovere combustibile liquido nello spazio, i ferrofluidi sono composti da nanoparticelle magnetiche sospese in liquidi come l'olio, l'acqua o l'alcool. Numerose applicazioni industriali, commerciali e biomediche, sono state create sulla base dei ferrofluidi in questi anni, ma l'obbiettivo originale, del riuscire a pompare liquidi senza parti meccaniche, è sempre rimasto irraggiungibile, fino ad ora!

"Abbiamo mostrato che i ferrofluidi possono essere pompati a velocità controllate in geometrie a circuito chiuso senza alcune parti meccaniche in movimento" ha spiegato Koser. La scoperta, basata su ricerche finanziate dalla National Science Foundation, è un culmine di molti anni di ricerca e si basa su una teoria che Koser aveva proposto nel 20058 per suggerire che i campi magnetici in movimento possono permettere un pompaggio molto rapido dei ferrofluidi.

In seguito alle simulazioni computazionali che hanno funzionato bene, il così detto "meccanismo di pompaggio ferroidtrodinamico" inventato da Koser ed i suoi colleghi era validato e pronto per essere provato su vari sistemi che vanno da piccoli dispositivi micro-fluidi a grandi pompe industriali. Secondo gli scienziati potrà diventare anche un modo per raffreddare i computer in modo molto più efficiente.

Il metodo della pompa ferroidtrodinamica funziona quando elettrodi avvolti intorno ad un tubo forzano le nanoparticelle magnetiche presenti nei ferrofluidi a ruotare a varie velocità. Le particelle più vicine agli elettrodi ruoteranno più velocemente delle altre, ed è questa variazione spaziale nelle velocità di rotazione che propaga il fluidi in avanti. "Non ci basiamo su nessun altro materiale; nessun magnete, nessuna parte in movimento, soltanto il ferrofluidi che stiamo pompando." ha spiegato Koser.

Koser ed i suoi colleghi hanno dimostrato la semplicità di questo schema usando un amplificatore stereo, dei materiali normalissimi usati dagli idraulici, presi ad un negozio vicino, ed un ferrofluidi facile da fare o da comprare a pochi euro. "I sistemi di pompaggio possono essere molto ordini di magnitudo più economici e facili da costruire quando i liquidi possono essere spostati senza alcun macchinario." ha spiegato Koser.

"Questo schema della pompa ferrofluida che dimostriamo è semplice, robusto e molto poco costoso" ha spiegato il co-autore Leidong Mao, ex studente laureando del laboratorio di Koser, attualmente alla Facoltà di Ingegneria dell'Università di Georgia. L'approccio nuovo potrebbe portare a sistemi rivoluzionari per raffreddare dispositivi elettronici di tutti i giorni come i portatili, che sarebbero altamente compatti, integrati, silenziosi ed efficientissimi. Il raffreddamento a liquido creato con questo sistema eliminerebbe il bisogno di avere ventole e calore che viene pompato verso l'estero. Questo permetterà ulteriore miniaturizzazione. "Il vostro portatile potrebbe due volte più sottile e tre volte più leggero e veloce con un sistema di raffreddamento più efficiente" ha spiegato Koser. Ma oltre a questo potranno nascere tantissime nuove applicazioni mediche come la selezione di cellule e potrebbe portare anche alla creazione di ferrofluidi biocompatibili da usare in operazioni chirurgiche.



Oltre a questo, potrebbe essere un sistema da sperimentare nell'ambiente senza gravità della Stazione Spaziale Internazionale per ulteriori indizi sul comportamento della pompa, per capire se la NASA potrà usarlo in futuro per missioni avanzate.

http://dailybulletin.yale.edu/article.aspx?id=8876

http://prb.aps.org/abstract/PRB/v84/i10/e104431

Fonte: http://www.link2universe.net/2011-09-18 ... #more-7116

Bentornata 2di7!

Veramente articolo molto interessante... grazie 2di7

aspetto di vedere l'applicazione di questa tecnologia

Grazie Bliss!

favoloso... chissà quando verrà introdotta nel quotidiano questa tecnologia

La realtà è molto meglio della fantascienza, è geniale come idea oltre ad essere spettacolare.

Mi ha incuriosito il fatto che questa tecnologia è stata già sviluppata fin dagli anni '60... è sempre così: le idee rivoluzionarie nascono presto ma vengono sviluppate tardi. Però d'altra parte forse nessuno negli anni 60 avrebbe pensato di usare questo sistema come una futuristica pompa di raffreddamento a gravità zero.