Los ferrofluidos son líquidos capaces de reaccionar a la influencia de los campos magnéticos, por lo que pueden ser atraídos por un imán. Se trata de líquidos no homogéneos conocidos como coloides que se forman de la mezcla de una sustancia cuyas partículas en fase dispersa de distribuyen de manera uniforme en un líquido conocido como medio dispersivo.
El nombre de estas mezclas de coloides es una combinación del vocablo latín ferrum, que significa hierro, y la palabra fluido. Son líquidos compuestos altamente polarizables que tienen una gran variedad en la industria moderna, así como en la medicina; las primeras investigaciones con los ferrofluidos se realizaron en la década de los 40 del siglo pasado y desde entonces se han convertido en un campo de estudio científico de gran interés.
Cómo se componen los ferrofluidos
Los ferrofluidos están compuestos por minúsculas partículas ferromagnéticas suspendidas en un líquido portador, por lo que se les considera un coloide. Las partículas de una sustancia en fase dispersa se distribuyen de manera uniforme en un medio dispersivo como dijimos anteriormente. Las partículas en fase dispersa son tan pequeñas que sólo pueden ser observadas en un microscopio electrónico.
Los coloides pueden darse en cualquiera de los estados de agregación de la materia, sólido, líquido o gaseoso, en diversas combinaciones de fase dispersa y medio dispersivo; a excepción de la combinación gas – gas. Los ferrofluidos son coloides en que la fase dispersa es sólida y el medio dispersivo es líquido.
Para formar un ferrofluido estable se necesita de partículas microscópicas (aproximadamente de 10 nanómetros) de un material que responda al campo magnético, un agente surfactante que no permita que dichas partículas se aglomeren y un líquido portador. Sin embargo crear un ferrofluido estable no es un proceso tan sencillo.
Para que un ferrofluido permanezca estable es necesario controlar el tamaño de las partículas y evitar que éstas se aglomeren; son problemas que hay que superar, ya que los surfactantes tienden a descomponerse con el paso del tiempo, lo que ocasiona que las partículas se aglomeren, lo que causa que el coloide se transforme en una suspensión.
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Cuando esto sucede, lo que era un ferrofluido deja de responder en conjunto a los campos magnéticos, sólo ciertas partes de la suspensión lo hacen y, además, debido a la aglomeración las partículas tienden a aumentar considerablemente su tamaño, lo que significa que el ferrofluido ya no existe,
Vale destacar que los ferrofluidos estables tienden a permanecer activos durante varios año, por lo que su aplicación a nivel industrial es muy amplia como veremos a continuación.
Aplicaciones de los ferrofluidos
En medicina los ferrofluidos se emplean como agentes contrastantes para la realización de resonancias magnéticas, cumplan la función de disipar el calor, ya que la respuesta magnética tiende a disminuir con el aumento de la temperatura, el elemento electromagnético a temperaturas elevadas tiende a atraer a los ferrofluidos que poseen una temperatura mucho más baja.
En la industria se utilizan para crear ejes giratorios herméticamente sellados, que permiten que el eje pueda girar sin fricción. Este tipo de sellos permiten crear una barrera entre la atmósfera y el vacío interno que se forma en los hornos para el crecimiento de de cristales de silicio. Se utilizan también en motores, láseres a gas y diversos dispositivos.
Por sus propiedades para reducir la fricción, los ferrofluidos se utilizan en la superficie de los imanes de gran potencia, como los fabricados con neodimio que presentan un mínimo de resistencia. Se emplean también en la fabricación de altavoces, ya que permiten disipar eficazmente el calor que se genera entre la bobina y el imán; en la impresión por chorro de tinta también se emplean los ferrofluidos.
