新型纳米功能材料：磁性液体密封技术

生活中，磁铁司空见惯，它是一种具有磁性的固体。通常见到的传统磁体如氧化物、合金，都是以离子或者金属原子为基础连接在一起形成的固体材料。不过，有没有液体形态的磁性呢？

答案是有的。磁性液体是一种新型的纳米功能材料，由表面活性剂、纳米磁性颗粒和基载液组成。它是一种胶体溶液，即使在磁场、电场的作用下也能够长期保持稳定。其具有液体的流动性和固体材料的磁性，将液体的流动性和固体的磁性统一在一种物质中，给整机和元器件的应用带来了可能。

与传统固态磁铁相比，新型液态磁铁更加灵活多变，在室温下即可转变，更有利于开发潜在用途，比如在磁性液体密封技术上的应用。

清华大学机械工程系长聘教授、北京交通大学讲座教授李德才认为，磁性液体密封技术是一种新型的密封技术，它是由磁性磁体、极靴和导磁性的转轴组成。将磁性液体注入到极靴和轴之间的密封间隙内，在磁场的作用下，磁性液体形成一道道的液体O型圈，从而起到密封作用。它的泄漏率小于 10-12帕立方米每秒，通常认为是零泄漏。另外，它突出的优点是长寿命、高可靠性。

经过多年的研究攻关。我国科研团队研制出耐低温的磁性液体，使得磁性液体密封的扭矩在低温下不至于增加很大。另外，在复杂工况下磁性液体密封中，还创新性地发明了磁性液体往复密封的一些理论和应用。截至目前，科研团队研制出了七种磁性液体，生产了上万件磁性液体密封设备，在国内机械、化工等领域都有广泛的应用。

磁性液体密封技术还能有效解决传统工业领域密封介质跑冒滴漏问题，且具有安全环保无污染的特性

对于这种新型材料的用途，专家认为，还可通过全液相3D打印和模塑成型等技术，制造磁控液态机器人、磁控液态微反应器、磁控可编程液态信息存储器件等，并推动新型磁材料表征技术，如极化中子磁成像、X射线相干散射显微成像等高端技术的发展应用。

不过，目前这类型液态磁铁也存在缺点，如液滴磁场强度弱、磁极容易偏转、界面粒子层稳定性差等，所以在未来仍有诸多理论需要探索完善，还可能探索基于铁、钴、镍等不同金属或其氧化物的新型磁性纳米材料。

中国科协科普部

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