Des chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley (États-Unis) ont mis au point une technique qui leur permet d’imprimer en 3D dans un liquide, des gouttelettes présentant une aimantation permanente. Une première mondiale ! © Pexels, Pixabay License

Sciences

Du jamais vu : les premiers aimants liquides !

ActualitéClassé sous :physique , aimant permanent , aimant liquide

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 !

Compas, disques durs, scanners et IRM 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 nanoparticules 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 matériau, 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 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 nanomètres de diamètre. Des gouttelettes qu'ils ont ensuite fait passer dans une bobine. À la sortie, le miracle a eu lieu.

Les propriétés magnétiques des gouttelettes aimantées créées par les chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley (États-Unis) sont préservées même lorsque l’on divise ces gouttelettes en gouttelettes plus fines, de la taille d’un cheveu humain. © Xubo Liu et al., Berkeley Lab

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 yeux », commente Tom Russell.

À y regarder de plus près, les chercheurs ont remarqué que certaines nanoparticules d'oxyde de fer 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 magnétiques un peu plus complexes. Des cellules artificielles capables de délivrer de manière ciblée un traitement médicamenteux, par exemple. Ou encore des robots miniatures flexibles capables de changer de forme en fonction de leur environnement.

  • 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.
Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi

Abracadascience : l'huile qui bouge toute seule grâce aux ferrofluides  Le tour de magie impressionne l'auditoire mais la physique l'explique : c'est celle des ferrofluides, des liquides portant de minuscules particules magnétiques. Leurs applications sont multiples mais il ne faut jamais en mettre dans le moteur de la voiture !