علماء يطبعون قطرات مغناطيسية سائلة متغيرة الشكل

طور علماء في الولايات المتحدة والصين نوعا من القطرات المغناطيسية السائلة القابلة لإعادة التكوين باستخدام طابعة معدلة ثلاثية الأبعاد، ما قد يقود إلى فئة ثورية من الأجهزة السائلة القابلة للطباعة مثل الروبوتات السائلة.

ووصفت الدراسة التي نُشرت أمس الخميس في "جورنال ساينس" القطرات بأنها من ملليمتر واحد وصنعت من محلول فلوريد يحتوي على المليارات من جزيئات أكسيد الحديد النانوية والتي يبلغ قطرها 20 نانومترا فقط.

وقال توم روسل الأستاذ بجامعة ماساتشوستس في أمهيرست الذي قاد هذه الدراسة "صنعنا مادة جديدة سائلة ومغناطيسية. لم يلاحظها أحد من قبل".

وأضاف روسل، وهو أيضا عالم وأستاذ زائر في مختبر لورنس بيركلي الوطني، أن نحو مليار من هذه الجزئيات النانوية شكلت طبقة شبيهة بالقشرة على سطح القطرة.

وضع أعضاء فريق روسل، بمن فيهم المعد الأول لهذه الورقة البحثية ليو شيوي بو الباحث بجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية، وضع القطرات باستخدام ملف مغناطيسي في محلول زيتي وسحب الملف جزيئات أكسيد الحديد النانوية نحو القطرات كما هو متوقع.

ولكن على نحو غير متوقع، وبعد إزالة الملف المغناطيسي، انجذبت تلك القطرات نحو بعضهما البعض في انسجام تام، لتشكل دوامة رائعة، وفقا للدراسة.

عندما تتم مغنطة الجزئيات النانوية المتجمعة على السطح، فإنها تنقل الاتجاه المغناطيسي إلى الجسيمات التي تسبح في الوسط ما يجعل القطرة بأكملها ممغنطة بشكل دائم، شأنها في ذلك شأن الأجسام الصلبة، وفقا لما ذكره الباحثون.

ووجدوا أيضا أن القطرة تحتفظ بخواصها المغناطيسية بعد تقسيمها إلى قطرات أصغر وأرق بحجم شعرة الإنسان.

وأشارت الدراسة إلى أن القطرات المغناطيسية يمكن أن تغير شكلها لتتكيف مع محيطها وتتحول من كرة إلى أسطوانة أو أنبوب رفيع مثل شعرة واحدة أو حتى على شكل أخطبوط، وكل ذلك دون أن تفقد خصائصها المغناطيسية.

كما قال روسل إنه يمكن التحكم في حركتها عن بعد بواسطة مغناطيس خارجي.

وفي الواقع، ستفتح القطرات السائلة الجديدة الواردة في الدراسة إمكانية إجراء بحوث وتطبيقات واعدة مثل الروبوتات السائلة التي يتم تشغيلها مغناطيسيا، وكذا تكنولوجيا المعلومات ذات أنماط القطرات السائلة القابلة للبرمجة.