July 20, 2019

Para ilmuwan telah menciptakan magnet “lunak” yang dapat mengalir dan mengubah bentuk, dan itu bisa menjadi keuntungan bagi kedokteran dan robotika.

Lodestone, oksida besi yang terjadi secara alami, adalah bahan magnetik pertama yang diketahui manusia. Orang Cina Han menggunakannya untuk papan pustaka 2.200 tahun yang lalu; orang-orang Yunani kuno bingung mengapa besi tertarik padanya; dan, pedagang Arab menaruhnya di mangkuk air untuk menonton magnet menunjuk ke Mekah. Di zaman modern, para ilmuwan telah menggunakan magnet untuk membaca dan merekam data pada hard drive dan membentuk gambar detail dari tulang, sel dan bahkan atom.

Sepanjang sejarah ini, satu hal tetap konstan: Magnet kami terbuat dari bahan padat. Tetapi bagaimana jika para ilmuwan dapat membuat perangkat magnetik dari cairan?

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan Kamis di Science, peneliti berhasil melakukan hal itu.

“Kami telah membuat bahan baru yang memiliki semua karakteristik magnet biasa, tetapi kami dapat mengubah bentuknya, dan menyesuaikannya dengan aplikasi yang berbeda karena merupakan cairan,” kata Thomas Russell, seorang ilmuwan polimer di University of Massachusetts. , Amherst, dan penulis utama studi ini. “Ini sangat unik.”

Menggunakan printer 3D khusus, Dr. Russell dan rekan-rekannya di Lawrence Berkeley National Laboratory menyuntikkan nanopartikel oksida besi ke dalam tetesan toluena skala milimeter, cairan tidak berwarna yang tidak larut dalam air. Tim juga menambahkan bahan seperti sabun ke tetesan, dan kemudian menangguhkannya dalam air.

Bahan seperti sabun menyebabkan nanopartikel oksida besi berkerumun di permukaan tetesan dan membentuk cangkang semipadat. “Partikel-partikel itu macet di tempat, seperti kemacetan pada jam 5,” kata Dr. Russell.

Selanjutnya, para ilmuwan meletakkan tetesan di piring pengaduk dengan magnet batang berputar, dan mengamati sesuatu yang luar biasa: Magnet padat menyebabkan kutub positif dan negatif dari magnet cair mengikuti medan magnet luar, membuat tetesan menari di atas piring. Ketika magnet padat telah dihapus, tetesan tetap magnet.

“Kami hampir tidak bisa mempercayainya,” kata Dr. Russell.

Pada 1960-an, para ilmuwan di NASA menemukan bahwa beberapa cairan dapat menjadi magnet di hadapan medan magnet yang kuat. Tetapi cairan-cairan ini, yang dikenal sebagai ferrofluids, selalu kehilangan daya tariknya begitu medan magnet luar yang lebih kuat dihilangkan.

Sebaliknya, tetesan yang diciptakan oleh Dr. Russell dan timnya menjadi magnet dan tetap seperti itu, berkat cangkang nanopartikel yang terbentuk di dalam emulsi sabun.

Akibatnya, tetesan dapat dibuat untuk berubah bentuk hanya dengan sedikit aplikasi kekuatan, seolah-olah seorang polisi lalu lintas datang pada kemacetan lalu lintas jam sibuk dan mulai bergerak bersama, kata Dr Russell.

Gerakan tetesan cairan juga dapat dipandu dengan magnet eksternal. Dengan demikian, magnet cair dapat berguna untuk mengantarkan obat ke lokasi tertentu di tubuh seseorang, dan untuk membuat robot “lunak” yang dapat bergerak, mengubah bentuk, atau mengambil benda.

“Kami berharap temuan ini akan memungkinkan orang untuk mundur dan memikirkan aplikasi baru untuk magnet cair,” kata Dr. Russell. “Karena sampai sekarang, orang-orang dalam ilmu material belum berpikir ini mungkin sama sekali.”

 

0

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.