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复杂流体之“逆铁磁流体的结构和磁泳”

(2009-09-18 22:37:09)
标签:

铁磁流体

磁学

结构

磁泳

胶体

研究

教育

(此文作者:高勇、黄吉平。高勇是本组的在读博士生。)


什么是磁泳?通俗的理解,它就是指颗粒在磁场的作用下在液体中“游泳”。有啥用呢?用途非常之大。例如,磁泳现象已经广泛应用于选矿和分离生物细胞中

 

我们此项研究的目的是,研究逆铁磁流体的结构以及其中非磁性颗粒的磁泳()

 

铁磁流体(又称磁流体)是一种含有单畴纳米铁磁颗粒的胶体悬浮液,是一种既具有强磁性又具有流动性的新型功能材料。逆铁磁流体是把直径在微米量级的非磁性颗粒浸没在铁磁流体中形成的复杂流体。鉴于非磁性颗粒的尺寸(微米尺度)远大于铁磁流体的铁磁颗粒(10纳米左右),我们在研究过程中可以把铁磁流体看成是连续磁介质。在外加不均匀的磁场下,由于磁偶极距与外场的相互作用,磁性颗粒在外场中会受到力的作用,这个力就是磁泳力。浸没在铁磁流体中的非磁性颗粒也有等价的有效磁偶极距,在外加非均匀的磁场作用下,同样也会受到磁泳力的作用。随着外磁场的增强,逆铁磁流体会形成不同的晶格结构【1】。关于“磁泳”,我们研究的出发点是在逆铁磁流体形成具体的晶格结构的情况下,在外加不均匀磁场作用下,研究非磁性颗粒的磁泳力与那些因素有关【2】。我们具体考虑了逆铁磁流体不同的晶格结构、非磁性颗粒的体积分数、几何形状以及外磁场的频率对非磁性颗粒的磁泳力的影响。考虑到结构转变和颗粒之间的相互作用,我们计算了逆铁磁流体的有效磁导率。我们的研究结果表明,非磁性颗粒的磁泳力受到逆铁磁流体具体的晶格结构、非磁性颗粒的体积分数、几何形状以及外磁场的频率等因素的调控

 

更多的问题还有待深入?例如什么是逆铁磁流体的基态结构?… …

 

参考文献:      

1Y. C. Jian, Y. Gao, J. P. Huang, and R. Tao, “Structure of polydisperse inverese ferrofluids: Theory and computer simulation”, The Journal of Physical Chemistry B 112, 715-721 (2008). 或,点击此链接下载此文: http://www.physics.fudan.edu.cn/tps/people/jphuang/Mypapers/JPCB-6.pdf

2Y. Gao, Y. C. Jian, L. F. Zhang, and J. P. Huang, “Magnetophoresis of nonmagnetic particles in ferrofluids”, The Journal of Physical Chemistry C 111, 10785 (2007). 或,点击此链接下载此文:http://www.physics.fudan.edu.cn/tps/people/jphuang/Mypapers/JPCC-1.pdf

 

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