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《物理评论》：人工引导磁场会导致水波产生
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科学网2007年10月17日消息 据新浪科技报道,河里的磁性粒子会沉在水中，形成一个蛇形的磁场，并影响附近的水流，这是一些物理学家最新的研究发现。磁性粒子这一“自我组装”功能的发现为今后液体媒质、导体和新生代微型流液装置提供了可能。 蛇形磁颗粒产生水波 最近，美国能源部的阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)进行了一场实验，他们发现水里的磁性粒子会自己聚集在一起，形成一个蛇形链，这个粒子链的运动非常独特，会像水泵一样对周围的水流产生细微的影响，研究小组还认为，这一发现会有助于研究未来计算机技术中的新一代磁性内存媒介。在实验中，蛇形磁性粒子周围的水流速度会随着磁场变化的快慢而定。 为了制造出这个蛇形磁场，科学家将装满水的烧杯放在一个金属丝卷制成的磁场中心。在水中，他们让一些带磁性的镍半球浮在水里，直径大约小于十分之一毫米。当大环境中的磁场发生了变化，这些暴露在磁场中的颗粒也有了反应：磁球和附近的其他颗粒都纷纷聚集在了一起，就像一条蛇的形状。 随后，这些颗粒球在一条线上发生了运动，使得水表面产生了和磁球“蛇”运动方向一致的水波，这样的“自我组合”可以发生在任何时候，有的需要几分钟，有的几分钟之内就出现了。 可用于建立新的生物芯片 研究领头者，亚历山大亚·荣森(Alexey Snezhko)对此介绍了原理：在磁场和液体动力的对抗下，这些磁性“蛇”是和外部大磁场的微粒形成的片断链同时出现的，随着外部磁场的变化，这些颗粒的内部结构也会相应改变。 “在一个受控制的电子磁场环境中，这些自我组合的物质自动排列在了一起，形成了一个有用的模式，这一发现对于微型和纳米层面的仪器装备研究而言有着巨大的潜力价值。”荣森说。 荣森继续介绍，这一自我组装的物质根据自己组装出来的微型磁颗粒网络，也许可以用来制造新一代的磁性纪录媒体，或制造透明超导体。磁性“蛇”同样可以帮助产生新的微型液体装置，用来进行生物分析，比如，可以利用磁场的改变来帮助在生物芯片里的微渠道，传送微型颗粒。 这项研究发表在新一期的《物理评论》（Physical Review）期刊上，这项研究得到了美国能源部的资助。在文中，作者总括到：“我们对液体中存在的自我组合的运动结构进行了研究，随着液体表面的磁性颗粒的组合，造成垂直磁场改变，这一结构发生了运动。”他还介绍说，他们发现了与众不同的蛇形物质会发生一定的高度和频率变化。为了探索“蛇”的属性，科学家研究了人工植入的磁场，它会随着轴不同角度地旋转。科学家还建议，今后能建一个更大规模的液体现象模型，在现有实验数据基础上，制成更大的磁场交换区。 |
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