Ученые из лаборатории физико-химической гидродинамики НИИ механики МГУ провели теоретическое и экспериментальное исследование движения сферических тел из анизотропного намагничивающегося эластомера в неоднородном магнитном поле. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета.
Анизотропные намагничивающиеся эластомеры (АНЭ) состоят из полимерной матрицы с ориентированными цепочками ферромагнитных частиц. В качестве источников неоднородных магнитных полей использовались токовые витки и электромагнитные катушки. Основным открытием стало подтверждение уникального поведения таких материалов по сравнению с изотропными, у которых феррочастицы распределены равномерно. На тела из АНЭ действует магнитная сила с компонентой, перпендикулярной градиенту поля, что приводит к боковому смещению тел под катушкой. В то время как изотропные тела движутся вдоль оси поля.
Исследования также включали движение таких тел по наклонной плоскости и отклонение маятника с анизотропным грузом. Экспериментальные и теоретические траектории подтверждают боковое отклонение от оси электромагнитной катушки.
Старший научный сотрудник Дмитрий Меркулов отметил, что АНЭ — это перспективные «умные» материалы для магнитоуправляемых микророботов. Такие роботы могут иметь компактные размеры без встроенных двигателей, управляться дистанционно и находить применение в медицине, например, в капсульной эндоскопии и малоинвазивной хирургии.
Выявленная составляющая магнитной силы, влияющая перпендикулярно градиенту поля, является важным фактором при проектировании подобных устройств. Полученные данные будут использованы для создания прототипов роботов с управляемым движением в магнитном поле.
Предсказан новый тип электромагнитного отклика. Новое открытие показывает, что традиционные методы изучения свойств фотонных материалов через анализ рассеянного поля могут быть недостаточными, и необходимо применять более сложные подходы для полного понимания электродинамики таких сред.