Ferrofluidos

En los años 60 se planteó la necesidad de utilizar un combustible para naves espaciales que pudiera ser atraído hacia la cámara de combustión no por la inexistente gravedad, sino mediante un campo magnético. Lógicamente, para conseguirlo el combustible tenía que tener propiedades magnéticas. Así se inventaron los fluidos ferromagnéticos o ferrofluidos.

Un ferrofluido es un líquido coloidal (un fluido, en general) en el que están suspendidas partículas ferromagnéticas (también ferrimagnéticas) de tamaño nanométrico. El líquido puede ser un disolvente orgánico o agua. Las partículas son normalmente de óxidos de hierro, como la magnetita o la hematites. Tienen que ser tan pequeñas (unos 10 nm) para que la agitación térmica las distribuya uniformemente dentro del fluido portador. Además, para evitar que se aglomeren y formen grumos, estas nanopartículas deben recubrirse con un compuesto tensioactivo como ácido oleico, hidróxido de tetrametilamonio, ácido cítrico o lecitina de soja.

Los ferrofluidos generalmente no retienen la magnetización en ausencia de un campo aplicado externamente. No obstante, ya existen también ferrofluidos magnético permanentes que conservan su magnetismo cuando se elimina el campo magnético externo.

Al someter un fluido paramagnético a un campo magnético vertical de suficiente intensidad, la superficie espontáneamente forma un patrón corrugado muy regular de picos y valles, como el que se aprecia en la imagen de cabecera. Este efecto, que se puede conseguir incluso con un pequeño imán siempre que el ferrofluido tenga una susceptibilidad magnética elevada, se denomina Rosensweig o de inestabilidad bajo campo normal. Las formaciones se explican porque minimizan la energía total del sistema. El campo magnético se concentra en los picos; dicho de otro modo, los picos siguen las líneas del campo magnético que crea el imán. Al mismo tiempo, la gravedad y la tensión superficial actúan. La corrugación es un efecto del equilibrio de estas fuerzas.

Los ferrofluidos tienen muchas aplicaciones, como altavoces, sistemas de enfriamiento, reducción de la fricción de imanes, tintas de impresoras, pinturas absorbentes de radar, sistemas de control de nivel para vehículos espaciales, amortiguadores de coches e incluso en medicina, como agente de contraste en resonancia magnética.

Ferrofluido casero

Es posible fabricar ferrofluidos caseros, aunque sus propiedades serán limitadas. Para ello se necesitan algún tipo de aceite mineral (como algunos aceites lubricantes) y partículas magnéticas que sean lo suficientemente pequeñas. Se puede usar tóner de impresoras láser o polvo de ferritas. También se obtienen raspando superficies de cintas de video.

Sin embargo, estos materiales son tóxicos. Es mucho más apto para experimentos caseros utilizar masilla pensadora (silly putty) mezclada con magnetita en polvo. El material que se obtiene no es propiamente un ferrofluido (es más correcto denominarlo fluido magnetorreológico) pero emula sus características. Para experimentar con él conviene usar un imán potente como el de aleación de neodimio.

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