محلولهاي مغناطيسي نانو

محلول‌هاي مغناطيسي يکي از شاخه‌هاي فناوري نانو است که کمتر از ديگر شاخه‌هاي نانو به آن پرداخته شده‌است، ولي به تازگي کاربردهاي جديدي براي آن يافت شده است.
محلول‌هاي مغناطيسي (Ferro fluid) از ذرات بسيار ريز کلوييدي ( درحدود۱۰۰ - ۱۰ نانومتر ( m ۹- ۱۰) ) از جنس فلزاتي که خاصيت مغناطيسي دارند(مانند آهن و کبالت) به حالت سوسپانسيون در مايعي ، ساخته ميشوند . پخش‌ کردن ذرات در مايع را مي توان به کمک يک واکنش شيميايي انجام ‌داد. ذرات پخش شده در مايع به علت ريز بودن به صورت کلوئيدي هستند ولي پس از گذشت مدت زمان نسبتاً کوتاهي به هم پيوسته و ذرات بزرگتري را تشکيل مي‌دهند ، که در ا ين صورت حالت کلوييدي آن از بين رفته ، ذرات در محلول ته ‌نشين شده و خاصيت مغناطيسي خود را از دست مي دهند .
هر قدر که ذرات ريزتر باشند ، محلول خاصيت مغناطيسي بهتري از خود نشان مي‌دهد. به اين علت است که در هنگام توليد ، موادي با نام ” سورفاکتانت ” به محلول اضافه مي‌شود که روي ديواره‌هاي آن را مي پوشاند و مانع از به هم پيوستن و بزرگ شدن ذرات مي‌شود و ذرات با گذشت زمان خاصيت خود را از دست نمي‌دهند.

سورفکتانت ها :
کلمه سورفکتانت مخلوطي از “Surface active agent “ مي باشد . سورفکتانتها معمولا ترکيباتي آلي هستند که داراي گروههاي آبدوست که نقش دم و دنباله را دارد و گروههاي آبگريز که نقش سر را دارد مي باشند بنابراين معمولا به طور ناچيز در آب و حلالهاي آلي حل مي شوند.
وجود طبيعت دوگانه سبب ويژگيهاي خاصي در این مولکول ها می شود به طوریکه می توانند در آب حل شده و در سطح مشترک آب – هوا یا بین دو سطح از دوفاز مختلف تجمع یافته و سبب کاهش کشش سطحی شوند. به طور نمونه در مورد بالاسورفکتانت ها ، از یکی از دو سرشان به کلویید متصل شده و از سر دیگر به محلول نزدیک اند، بنابراین سرهایی که در محلول قرار دارند همنام بوده و سبب دافعه بین کلوییدها می شود . در نتیجه از تجمع و به هم پیوستن آنها ممانعت نموده و محلول خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند.
سورفکتانتها نقش مهمی در بسیاری از کاربرد ها عملی و محصولات بازی میکند مثلا : شونده ها - امولسیون کننده ها - جوهر سازی - کف سازی و ….سورفکتانتها معمولا بوسیله گروههای باردار تقسیم بندی می شوند . سورفکتانتهای غیریونی در قسمت سر خود بی بار هستند. اگر بار منفی باشد سورفکتانت آنیونی و اگر مثبت بود سورفکتانت کاتیونی داریم .. گاهی قسمت سر دارای هر دو بار منفی و مثبت است که به آن آمفوتریک گوئیم .

یک Ferro fluid معمولی ، از %۵ جامد مغناطیسی ، %۱۰ سورفاکتانت و % ۸۵ مایع تشکیل شده است. در عصر حاضر نانو تکنولوژی خدمت بسیاری به بشر کرده‌است . در شیمی ، در فیزیک و . . . همچنین در زمینه‌های پزشکی که با ساخت وسایل گوناگون در زمینه‌ی درمان ، انسانها را یاری کرده‌ است . نظریا تی وجود دارد مبنی بر اینکه به کمک این محلول می ‌توان کپسولهایی ساخت و دا روهایی را که برای بخشی از بدن مضر و برای بخشی دیگر مفید است ، به راحتی به محل مورد نظر برسانیم . با این روش که کپسولهایی از این جنس را پراز داروی مورد نظر کنیم و به وسیله‌ی آهنربا به محل مورد نظر برسانیم و در آنجا آنرا تخلیه کنیم .
در چند ساله‌ی اخیر دانشمندان به این عقیده رسیده‌اند که به کمک وارد کردن ا ین محلول به بدن می‌توان سلولهای سرطانی و یا ویروسها ( مثلا ایدز) را از بدن خارج کرد، به صورتی که ا ین ماده آنتی بادی (Anti body) موجود در خون را ( به وسیله بار مثبت آنها ) جذب کرده و آنتی بادی ها هم ویروسها را جذب میکنند که با خارج کردن Ferro fluid به وسیله آهنربا میتوان ویروسها را خارج کرد. ولی متأسفانه هنوز به مرحله‌ی عملی نرسیده‌است.
به غیر از استفاده‌های پزشکی ذکر شده در بالا استفاده‌های صنعتی هم برای این ماده ذکر شده‌است. مثلا در چیپهای مخصوص برای حرکت دا دن یک سیال مشکلاتی وجود دارد چون موتورهایی در آن اندازه‌ی ریز وجود ندارد و اگر هم وجود دارد بسیار پرهزینه است. اما با اضافه کردن مقداری از ا ین محلول به آن سیال می‌توان با نیروی مغناطیسی آن سیال را به حرکت در آورد. مورد دیگر استفاده از این ماده در بلند گو های پر قدرت است .این محلول خاصیت خود را در دماهای بالا ، مثلا در °C ۲۰۰ یا در دماهای پایین ، مثلا در °C ۵۰- و یا در برابر امواج هسته ای حفظ می کند .

منبع:www.nanoclub.ir
http://www.academist.net