Ferrofluido

Mecânica do contínuo
Leis Conservação da massa Conservação do momento Conservação da energia Desigualdade da entropia
Mecânica dos sólidos Sólidos Tensão Deformação Compatibilidade Deformação finita Deformação infinitesimal Elasticidade linear Plasticidade Flexão Lei de Hooke Teoria de falha dos materiais Mecânica da fratura Mecânica do contato Sem fricção Friccional
Mecânica dos fluidos Fluidos Estática dos fluidos Dinâmica dos fluidos Empuxo Equações de Navier-Stokes Pressão Princípio de Bernoulli Princípio de Arquimedes Princípio de Pascal Turbulência Líquidos Tensão superficial Capilaridade Gases Atmosfera Lei de Boyle-Mariotte Lei de Charles Lei de Gay-Lussac Lei combinada dos gases Plasma
Reologia Viscosidade Newtoniano Não newtoniano Viscoelasticidade Fluidos inteligentes Magnetoreológico Eletroreológico Ferrofluidos Reometria Reômetro
Cientistas Bernoulli Boyle Cauchy Charles Euler Gay-Lussac Hooke Navier Newton Pascal Poiseuille Stokes

Ferrofluido corresponde a uma dispersão coloidal de partículas ferromagnéticas (geralmente hematita ou magnetita) em escala nanométrica, suspensas num líquido carregador, que pode ser polar, como a água, ou apolar, como um solvente orgânico. Para impedir a aglomeração das nanopartículas magnéticas devido aos efeitos das forças magnéticas e de van der Waals, as nanopartículas podem tanto ser revestidas com moléculas anfifílicas, como podem sujeitar-se a um tratamento superficial, que as carregue eletricamente, método desenvolvido por Massart em 1981.

Em cada partícula há apenas um domı́nio magnético, apresentando um único vetor momento magnético. Assim, os ferrofluidos apresentam o estado magnético, denominado superparamagnetismo, porquanto o campo magnético induz a magnetização das nanopartículas de modo similar ao dos materiais paramagnéticos. Embora o nome possa induzir em erro, os ferrofluidos não apresentam o ferromagnetismo, visto que não retêm a magnetização na ausência de campo externo. OS campos magnéticos da ordem de 1 Tesla, que na maioria dos materiais não induz magnetização observável, podem levar a um nível de alinhamento dos momentos magnéticos próximo de 100%.

Ferrofluido sob ação de um campo magnético

Os ferrofluidos afiguram-se como os únicos fluidos com propriedades magnéticas acentuadas e úteis para aplicações. As teorias atuais não descartam a possibilidade física da existência de outros fluidos ferromagnéticos, mas até hoje tal forma de fluido nunca foi observada.

Muitos pesquisadores preferem utilizar os termos «fluido magnético» ou «coloide magnético», em vez de ferrofluido, por os considerarem mais precisos. Em geral, as duas expressões podem ser utilizadas comutativamente. Em inglês, língua mais utilizada nas publicações científicas, as expressões correspondentes são magnetic fluid, magnetic colloid e ferrofluid, respectivamente.

Origem

Os ferrofluidos surgiram na década de 60, do séc. XX, na sequência de tentativas da agência americana NASA - National Aeronautics and Space Administration de criar combustíveis que pudessem ser controlados na ausência de gravidade. A solução encontrada passou por moer partículas magnéticas e dispersá-las no combustível, de modo a que pudesse ser direcionado por meio da aplicação de um campo magnético. Desde então, as técnicas de síntese têm-se aperfeiçoaram, e hoje produzem-se fluidos magnéticos com as mais variegadas características, usados em diversas aplicações tecnológicas e biomédicas.

Aplicações

Os ferrofluidos são amplamente utilizados na biomedicina como agente de contraste para a produção de imagem por ressonância magnética, transporte e entrega de medicamentos e para o tratamento de câncer por hipertermia magnética.