Ferrofluidos

Ferrofluidos
Autores: Barbeito, Pablo – Carrá, Martín – Sarlinga, Mariel
Universidad de Buenos Aires – Facultad de Ingeniería – Física del Estado Sólido
Septiembre 2009
Resumen
Un ferrofluido (FF) es un coloide que se polariza fácilmente ante la presencia de un campo
magnético. Son pequeñas partículas de hierro recubiertas por un líquido surfactante que le
confiere propiedades de líquido.Ante la presencia de un campo magnético vertical la superficie
espontáneamente forma un patrón corrugado muy regular, ese efecto se conoce como Inestabilidad
en campo normal. El patrón corrugado incrementa la superficie de energía libre y la energía
gravitacional de líquido, pero reduce la energía magnética. Los FF se utilizan en campos tan
diversos como medicina, mecánica, acústica, óptica,aplicaciones militares y aeroespaciales. Se
encuentran en fase de desarrollo aplicaciones ópticas y mejoras en las utilizaciones actuales. Un
auténtico FF es difícil de crear en la actualidad, requiriendo elevadas temperaturas y levitación
electromagnética. Ya se han introducido algunas aplicaciones tecnológicas de los ferrifluidos y
hay muchas otras en perspectiva. Los FF constituyen la basede nuevas e ingeniosas técnicas en
numerosos campos de aplicación. Se trata de un coloide que puede tener numerosas aplicaciones,
aún hoy desconocidas.
Palabras Clave: Ferrifluido – Paragnetismo – Superparamagnetismo – Ferromagnetismo –
Coloide magnético – Nanopartículas de Hierro – Inestabilidad en Campo Magnético Introducción
Un ferrofluido (nombre que proviene del
Latín ferrum quesignifica hierro, y la palabra
fluido) es un líquido que altamente
polarizable en presencia de campo mangético.
Los FF son mezclas coloidales de
nanopartículas
ferromagnéticas
o
ferrimagnéticas suspendidas en un fluido
que usualmente es un solvente orgánico o
agua. Las partículas están recubiertas por un
sufractante para prevenir su aglomeración
que pueden provocar a las fuerzas de van delWaals y las magnéticas.
A pesar de que el nombre puede sugerir otra
cosa, los FF no tienen propiedades
ferromagnéticas ya que no retienen su
magnetización en ausencia de un campo
externo aplicado. De hecho los fluidos
muestran paramagnetismo (bluk-scale) y
generalmente
son
descriptos
como
superparamagnéticos debido a la gran
1

susceptibilidad
magnética.
Un
fluido
ferromagnéticopermanente es difícil de crear
en la actualidad.

Ferrofluido sobre cristal, con un imán en la parte
inferior.

La diferencia entre FF y magnetorheological
fluid (MR fluid) es el tamaño de las
partículas. Las partículas en un FF son
nanopartículas suspendidas por movimiento
Browniano y generalmente no se asientan
bajo condiciones normales. En los MR hay
partículas micrométricas que sondemasiado
pesadas para que el movimiento Browniano

las mantenga en suspensión, y por lo tanto se
asientan en un tiempo debido a la diferencia
de densidad inherente entre las partículas y el
fluido. Debido a esto los dos fluidos tienen
aplicaciones bien diferentes.
Descripción
Uno de los primeros métodos y de más fácil
preparación de ferrofluidos fue desarrollado
por Stephen Papell en laNASA al comienzo
de la década del 60. El fluido consistía en
partículas de magnetita (una mezcla
molecular de los óxidos de hierro FeO y
Fe2O3 ) finamente divididas y suspendidas
en querosene. Para evitar que las sustancias
se depositaran o formaran grandes núcleos
Papell añadió Ácido Oleico. Anteriormente se
habían realizado mezclas similares pero con
partículas más grandes, estoocasionaba que
frente a un campo magnético el líquido se
congelaba o se transformaba en una masa
sólida, en cambio con las partículas más
finas, se magnetiza pero permanece en estado
líquido.
Los FF se componen de nanopartículas (el
diámetro usual es de 10nm o menos) de
magnetita, hemática o algún otro componente
que contenga hierro. Esto es lo
suficientemente pequeño para que la
agitación...