محققان هندی نشان داده‌اند که خواص گرمایی یک نانوسیال مغناطیسی می‌تواند با استفاده از یک میدان مغناطیسی تنظیم شود. این پدیده با به خط درآمدن نانوذرات مغناطیسی به شکل زنجیرهایی در اثر اعمال میدان مغناطیسی، اتفاق می‌افتد. این نانوسیال ـ که از یک سوسپانسیون کلوئیدی از نانوذرات مغناطیسی تشکیل شده‌است ـ می‌تواند در کاربردهای متنوعی از قبیل افزاره‌های خنک‌کننده هوشمند استفاده شود.
خنک‌کردن افزاره‌های الکترونیکی با نانوسیال‌های مغناطیسی
محققان هندی نشان داده‌اند که خواص گرمایی یک نانوسیال مغناطیسی می‌تواند با
استفاده از یک میدان مغناطیسی تنظیم شود. این پدیده با به خط درآمدن نانوذرات
مغناطیسی به شکل زنجیرهایی در اثر اعمال میدان مغناطیسی، اتفاق می‌افتد. این
نانوسیال ـ که از یک سوسپانسیون کلوئیدی از نانوذرات مغناطیسی تشکیل شده‌است ـ می‌تواند
در کاربردهای متنوعی از قبیل افزاره‌های خنک‌کننده هوشمند استفاده شود.
نانوسیال‌های مغناطیسی مواد بی‌نظیری هستند که می‌توانند در کاربردهایی از قبیل
تعدیل‌کننده‌های نوری، فیلترهای الیاف نوری، شبکه‌ها و سوئیچ‌های نوری استفاده شوند.
تعداد زیادی از خواص فیزیکی این مواد را می‌توان به‌طور ساده‌ای و با تغییر میدان
مغناطیسی اعمال‌شده، تنظیم کرد. اکنون، جان فیلیپ، پی‌دی شیما و بالدو راج از مرکز
ایندیرا گاندی، برای تحقیقات اتمی در تامیلنادو نشان داده‌اند که خواص گرمایی این
نانوسیال می‌تواند با این روش به‌خوبی تنظیم شود. این نتیجه جدید می‌تواند مفید
باشد؛ زیرا نانوسیال‌ها اغلب به‌عنوان خنک‌کننده‌های ایده‌آلی برای موتورها و
افزاره‌های الکترونیکی آینده، مطرح هستند.
فیلیپ و همکارانش یک سوسپانسیون کلوئیدی پایدار
از نانوذرات Fe3O4 را با قطر متوسط حدود ۷/۶ نانومتر ایجاد کردند. آنها متوجه
شدند که هدایت گرمایی این سوسپانسیون، هنگامی که یک میدان مغناطیسی با شدت فقط
ده میلی‌تسلا اعمال شود، حدود ۳۰۰ برابر افزایش می‌یابد. این پدیده به‌دلیل جمع
شدن این نانوذرات به شکل زنجیرهای خطی اتفاق می‌افتد، همچنین طول این زنجیرها
می‌تواند با تغییر شدت این میدان مغناطیسی، به دقت ـ از نانومقیاس تا
میکرومقیاس ـ کنترل شود. این اثر برگشت‌پذیر است؛ زیرا به محض قطع شدن میدان
مغناطیسی، این نانوسیال به حالت قبل برمی‌گردد.
این محققان هدایت گرمایی این ماده را با استفاده از یک آنالیزکننده خواص گرمایی
اندازه‌گیری کردند. این آنالیزکننده از یک حسگر تک‌سوزنی برای گرم کردن و
پایش دمای نمونه استفاده می‌کرد. این نتایج همچنین ممکن است باعث یک بحث
طولانی‌مدت در زمینه سازوکار واقعی افزایش هدایت گرمایی غیرعادی در این
نانوسیال‌ها، شود. محققان قبلاً مطمئن نبودند که این اثر به‌واسطه جابه¬جایی (همرفت)
نانوذرات یا کلوخه نانوذره‌ای ناشی از حرکت براونی است. گروه فیلیپ نشان داده‌است
که هدایت گرمایی هنگامی افزایش می‌یابد که نانوذرات در این سیال تجمع‌های شبه‌زنجیری
خطی را تشکیل می‌دهند.
راج گفت: «خواص گرمایی قابل تنظیمِ مشاهده‌شده در نانوسیال‌ها، ممکن است
کاربردهای زیادی در افزاره‌های مبتنی بر نانوالکترومکانیک یا میکروالکترومکانیک
پیدا کند؛ برای مثال، متناسب با میزان خنک کردن مورد نیاز، این میدان مغناطیسی
می‌تواند برای دستیابی به سطح خنک کردن یا افزایش هدایت گرمایی خواسته‌شده،
دقیقاً برنامه‌ریزی شود. این گروه اکنون علاقه‌مند به وفق دادن همان مفهوم برای
سیال‌های قابل تنظیم به‌صورت الکتریکی است که در آنها میدان‌های الکتریکی به
جای میدان‌های مغناطیسی برای کنترل تجمع خطی نانوذرات استفاده می‌شوند.
نتایج این تحقیق در مجله Applied Physics Letters منتشر شده‌است.
