纳米家族中的一员——纳米磁性液体

纳米磁性液体，是由纳米级的强磁性微粒高度弥散于某种液体之中所形成的稳定的胶体体系。它的主要特点是在磁场作用下可以被磁化、运动，同时又具有液体的流动性。在静磁场作用下，磁性颗粒将沿着外磁场方向形成一定有序排列的团链簇，使得液体变为各向异性的介质。当光波、声波在其中传播时，会产生光的法拉第旋转、双折射效应、二向色性以及超声波传播速度与衰减的各向异性。其介电性质亦会呈现各向异性。这些有别于通常液体的奇异性质，为新颖的磁性器件的发展奠定了基础。

密封材料。利用磁性液体可以被磁控的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且无磨损，做到长寿命的动态密封。此外，在计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。在精密仪器的转动部分，如X射线衍射仪转靶部分的真空密封，大功率激光器的转动部件，甚至机械人的活动部件亦采用磁性液体密封法。单晶炉提拉部位、真空加热炉等有关部件的密封等，磁性液体也是较理想的动态密封方式之一。

新的润滑剂。磁性液体中的磁性颗粒尺寸仅为10纳米，因此，不会损坏轴承，而基液亦可用润滑油，只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑油约束在所需的部位。

增进扬声器功率。在音圈与磁铁间隙处滴入磁性液体，由于液体的导热系数比空气高5~6倍，从而使得在相同条件下功率可以增加1倍。

阻尼器件。磁性液体具有一定的粘滞性，利用此特性可以阻尼掉不希望的系统中所产生的振荡模式。例如在步进电机中滴加磁性液体，就可阻尼步进电机的余振，使步进电机平滑地转动。用磁性液体所构成的减震器可以消除极低频率的振动。

选矿分离。物体在磁性液体中的浮力是随着磁性液体的磁化状态而改变的，因此可采用一梯度磁场，控制磁场的强弱就可以分离不同比重的非磁性金属与矿物。

计量阀和光通阀。在一个非磁性材料制成的导管外面安放一电磁铁，管内放一些磁性液体，通过改变磁力大小，从而控制磁性液体开口的大小，这样就可以改变液体流量或光通量。同理可制成各式各样的开关阀、安全阀、伺服阀等。

光纤连接器。通信上常要把有限长度的微细光纤连接起来组成通信线路，光纤之间的连接除焊接外还可以用磁性液体制作的光纤连接器，改变外加磁场大小就能调整光纤所受的压力，适于不同外径光纤的连接，连接和断开都十分方便。

磁性药液。利用对人体无害的载体制成的混有药物的磁性液体注入患者血管或皮下，通过磁场的作用便可将药物集聚于病灶部位，少量的药物就能达到较高的疗效。这种用药方式在征服癌症的斗争中颇受重视。因为多数治癌药物的副作用较大，减小药物剂量就能减轻病人的痛苦和对其它器官的损害。

冷却器。磁性液体的温度上升到一定程度后，其饱和磁感应强度急剧下降，因此热源以上几乎成了不导磁的流体；而热源以下，由于温度较低则成为良好的导磁流体。在永久磁铁或电磁铁所形成的磁场中可向上流动，热的流体通过冷却器又变成了导磁的流体，这样不断循环，就形成了不需要泵等动力设备的冷却系统。

信息处理。利用磁场或电场对磁性液体的吸附作用可使磁潜像和静电潜像显像，所得文字或图像十分清晰。磁性液体颜色浓黑，在纸上有很好的吸附性，从喷嘴中喷出的速流受磁场控制，可喷印文字和各种图像，其信息可进行光学或磁电读出。

此外，磁性液体还在许多领域有着广泛的应用前景。如细胞磁性分离、磁性液体涡轮发电、磁性液体刹车等等，它将在工业生产和人们生活中发挥越来越重要的作用。