فوم های منعطف با خواص مغناطیسی

اخیراً مواد مغناطیسی منعطف و سبک وزن، متشکل از فیبرهای سلولزی و نانوذرات مغناطیسی، توسط دانشمندان اروپایی توسعه یافته‌اند. این مواد می‌توانند به یک فوم نرم متخلخل یا ورقه‌های کاغذ مانند محکم تر، تبدیل شوند و می‌توانند کاربردهایی از قبیل حفاظت در برابر امواج مایکروویو و مبارزه با جعل اسکناس داشته باشند.

Nogues ، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، توضیح می‌دهد که بزرگترین مزیت این مواد، آن است که حتی وقتی خشک شود، منعطف می‌ماند. او می‌گوید: پیشتر، فروژل‌های منعطف (ژل های پلیمری مرطوب حاوی ذرات مغناطیسی) ساخته شده‌است، اما وقتی این ژل ها را خشک می‌کنید، بسیار شکننده می‌شوند.

Nogeus می‌گوید: این قابلیت انعطاف پذیری، ناشی از داربست فیبرهای سلولزی است که به وسیله باکتری‌ها و انواعی از ژل‌ها ساخته می‌شود. ژل لیف سلولزی به صورت منجمد خشک شده، سپس درون محلولی از یون‌های آهن و کبالت غوطه ور می گردد. با گرم کردن محلول، فلزاتی که می‌توانند به نانو ذرات مغناطیسی تبدیل شوند، رسوب می کنند و سپس محلول دوباره به صورت  منجمد خشک می‌شود. منجمد خشک شدن به این معناست که وقتی آن را در مجاورت هوا قرار می‌دهید، متلاشی نمی‌شود.

این باعث می‌شود که این مواد خیلی سبک باشند، چون بالای ۹۸٪ حجم آن خالی است. اما به این معنی نیز هست که تعداد زیادی از نانوذرات می‌توانند در ساختار باشند، بدون آنکه ذرات در کنار یکدیگر مجتمع شوند، زیرا آنها به صورت متصل به ساختار سلولزی رشد کرده‌اند. این به این معناست که خاصیت مغناطیسی این مواد بسیار قوی است، تاحدی که می‌توان آن را با آهنرباهای نسبتاً ضعیف خانگی حرکت داد.

Wendelin Stark  از انستیتو تکنولوژی فدرال سوئیس (ETH) در زوریخ، اشاره می‌کند که بسیاری از مواد مغناطیسی منعطف، غالباً فاقد این توانایی هستند که وقتی نیروی مغناطیسی از بین رود، به حالت اولیه خود بازگردند. اما در این مورد، فیبر مقدار زیادی از تغییر شکل را در خود ذخیره می کند و با حذف نیروی مغناطیسی، آن را پس می‌دهد، درست مشابه یک فنر.

از آنجایی که این ماده خیلی سبک است، احتمالاً می تواند در محفاظت مایکروویو تلفن‌های همراه، ماشین‌ها و هواپیماها مورد استفاده قرار گیرد، یعنی مواردی که وزن و سبکی بسیار حائز اهمیت است، مخصوصاً که سایر مواد حفاظتی، مانند ورقه‌های فلزی، می‌توانند بسیار سنگین باشند. به علاوه، خاصیت انعطاف پذیری این مواد می‌تواند برای  قسمت‌های متحرک، مانند کلیدهای مغناطیسی و عملگرهای مکانیکی، مفید باشد. این تیم تحقیقاتی همچنین از طریق فشرده نمودن ساختار متخلخل فوم، یک نوع کاغذ مغناطیسی ساخته است که می‌تواند در اسکناس‌ها به کار رود تا سخت تر بتوان اسکناس‌ها را جعل نمود.

نتایج این تحقیقات در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است. فیلمی از این کاغذهای مغناطیسی را می توانید از اینجا دانلود نمایید.