Dans la vie de tous les jours, on appelle aimant, un objet fabriqué dans un matériau magnétique et solide. Et même les chercheurs pensaient que les aimants permanents ne pouvaient résulter que de matériaux solides. Mais des physiciens américains démontrent aujourd’hui le contraire en produisant des aimants liquides !
au sommaire
Compas, disques dursdisques durs, scanners et IRMIRM ont un point commun : ils exploitent les propriétés d'aimants permanents, des aimants fabriqués, bien entendu, à partir de matériaux solides. Mais aujourd'hui, des chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley (États-Unis) pourraient nous permettre d'aller un peu plus loin encore. Grâce à des aimants liquides !
Rappelons que les ferrofluides consistent en des suspensions de nanoparticulesnanoparticules qui deviennent magnétiques lorsqu'on leur applique un champ magnétique extérieur. « Nous nous sommes demandé comment un ferrofluide pourrait rester magnétique en permanence au lieu de ne l'être que temporairement », raconte Tom Russell, professeur en sciences et en ingénierie des polymères. « Et nous avons fabriqué un nouveau matériaumatériau, à la fois liquide et magnétique. Personne n'avait jamais observé ça auparavant. »
“Un matériau liquide et magnétique. Personne n'avait jamais observé ça auparavant.”
Grâce à une technique d'impression 3Dimpression 3D, les chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley sont en effet parvenus à produire, au cœur d'un liquide, des gouttelettes d'un millimètre d'une solution d'un ferrofluide contenant des nanoparticules d’oxyde de fer de seulement vingt nanomètresnanomètres de diamètre. Des gouttelettes qu'ils ont ensuite fait passer dans une bobine. À la sortie, le miracle a eu lieu.
Une coquille de nanoparticules magnétiques
« Nous avons observé que les gouttelettes semblaient comme embarquées dans une chorégraphie de natation synchronisée. Elles étaient devenues magnétiques. Nous ne pouvions presque pas en croire nos yeuxyeux », commente Tom Russell.
À y regarder de plus près, les chercheurs ont remarqué que certaines nanoparticules d'oxyde de ferfer contenues dans les gouttelettes avaient formé une sorte de coque presque solide à l'interface entre la gouttelette et le liquide dans lequel elle évolue. De telle sorte que lorsque le champ magnétique extérieur s'éteint, elles ne sont plus libres de leur orientation magnétique. Une orientation magnétique que ces nanoparticules transmettent alors aux autres nanoparticules qui continuaient à nager à l'intérieur de la gouttelette. Ainsi, la gouttelette reste aimantée dans sa globalité.
Les chercheurs envisagent, à partir de cette découverte, de développer des structures liquides magnétiquesliquides magnétiques un peu plus complexes. Des cellules artificielles capables de délivrer de manière ciblée un traitement médicamenteux, par exemple. Ou encore des robotsrobots miniatures flexibles capables de changer de forme en fonction de leur environnement.
Ce qu’il faut
retenir
- Dans la théorie, un aimant permanent est nécessairement solide.
- Mais des chercheurs viennent de mettre à mal cette théorie en produisant des aimants liquides !
- Des aimants faits de gouttelettes d’un ferrofluide contenant des nanoparticules d’oxyde de fer.
