Sharif University of Technologyの研究グループが、磁性流体と磁気コイルを用いた液滴形成過程を調査しました。
この研究成果は、Journal of Magnetism and Magnetic Materialsに掲載されています。
この記事は下記論文の紹介記事です。
論文：
Favakeh, Amirhossein, Mohamad Ali Bijarchi, and Mohammad Behshad Shafii. "Ferrofluid droplet formation from a nozzle using alternating magnetic field with different magnetic coil positions." Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2019): 166134.
磁性流体は、磁場により制御できるため、マイクロ流体、液滴形成、熱伝達などの多くの分野で使用されています。また、磁性流体を用いた液滴の形成は、エマルジョン、3Dマイクロプリンター、MEMS、エレクトロスプレーなどの多くの用途があります。
このような背景から同研究グループは、交番磁界の存在下でのノズルからの磁性流体液滴形成のメカニズムを調査しました。
研究では、磁気コイルは重力に対して異なる角度で固定され、生成された液滴体積、サテライト液滴、および液滴形成周波数に対する交番磁界および重力に対する磁気コイル軸の角度の影響を調査しました。
調査の結果、磁力が増加すると、DCケースとACケースの両方で液滴の体積が減少するのに対し、液滴形成頻度は増加することを確認しました。
また、確認したすべてのDC磁場において液滴形成過程にサテライト液滴が発生したのに対し、AC磁場の存在下ではサテライト液滴が除去されることも観察しました。
また、交番磁界を調整することにより、DC磁場に関してより大きな液滴が検出されました。
さらに興味深いことに、重力に対する磁気コイル軸の角度をゼロから90度まで変化させながら調査した結果、生成される液滴の体積が45度で最小になることを確認しました。