第一作者：劉緒博

第一單位：北京化工大學

通訊作者：Thomas Russell

通訊單位(wei)：馬薩諸塞大學安姆斯特分校(xiao)

磁(ci)性(xing)材料(liao)的廣泛(fan)使用(yong)大(da)大(da)提升了人類的生(sheng)活水(shui)平(ping)，小到(dao)家用(yong)電器如(ru)冰箱(xiang)，大(da)到(dao)航天設備如(ru)磁(ci)導航儀，固態(tai)(tai)磁(ci)性(xing)材料(liao)的身影無處不(bu)在(zai)(zai)。而一般液態(tai)(tai)磁(ci)性(xing)材料(liao)，如(ru)傳統鐵磁(ci)流體(ti)，雖具有靈活形(xing)態(tai)(tai)但本身不(bu)存在(zai)(zai)磁(ci)極，只(zhi)有在(zai)(zai)外加磁(ci)場作用(yong)下被持續磁(ci)化(hua)才(cai)能表現(xian)出特(te)定磁(ci)性(xing)。

有(you)鑒于此，北京化工大(da)學軟物質高(gao)精尖中心博士生(sheng)劉緒博（第(di)一作者）、馬薩諸塞大(da)學安姆斯特分校的Thomas Russell教授（通訊(xun)作者）等(deng)人報道了(le)一種(zhong)新型磁性液體(ti)，這種(zhong)可重構的鐵磁性液滴也(ye)被稱為液態磁鐵。

通過控(kong)制磁(ci)(ci)性(xing)(xing)納米粒(li)子在水油界面的(de)自組裝，研(yan)究人員(yuan)成(cheng)功引導鐵(tie)磁(ci)(ci)流體從順磁(ci)(ci)性(xing)(xing)轉變成(cheng)鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)。該研(yan)究中發現的(de)鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)液(ye)滴（FLD）既擁(yong)有類似固(gu)態磁(ci)(ci)鐵(tie)的(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)，又(you)具備液(ye)體的(de)可流動性(xing)(xing)，二者結合形成(cheng)一種全新的(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)軟物質材(cai)料(liao)。通俗來講，磁(ci)(ci)鐵(tie)不再一定是(shi)堅硬的(de)固(gu)體，也(ye)可以是(shi)流動的(de)液(ye)體。

這里，將水基磁流(liu)體材料與有(you)機(ji)相(xiang)混合，分散于(yu)水相(xiang)中的羧(suo)基化(hua)四氧化(hua)三鐵(tie)磁性納米粒子（Fe3O4-COOH NPs）與溶解于(yu)相(xiang)鄰(lin)油(you)相(xiang)中的氨基化(hua)籠形(xing)倍(bei)半硅氧烷（POSS-NH2）在水油(you)界面相(xiang)互作(zuo)用，原位自組裝形(xing)成(cheng)磁性納米粒子表面活性劑，吸附(fu)到界面處并實現阻塞(sai)相(xiang)變，形(xing)成(cheng)磁流(liu)體液滴。

（A） 示(shi)意圖表(biao)示(shi)水相中的磁(ci)性(xing)納(na)米粒子與(yu)油相中的配體(ti)在水油界面自(zi)組(zu)裝形成致(zhi)密的二維納(na)米薄膜(mo)及鐵磁(ci)液滴(di)；磁(ci)滯回(hui)線表(biao)明鐵磁(ci)流體(ti)在組(zu)裝前后發生的順磁(ci)-鐵磁(ci)轉變；

（B） 水(shui)油界面(mian)發(fa)生阻塞相變的磁(ci)性納(na)米粒子(zi)的透射電子(zi)顯微鏡照片(pian)；

（C）懸浮在油相(xiang)中的(de)(de)鐵磁液(ye)滴在外部磁場作用下旋(xuan)轉，紅色染料記錄了(le)液(ye)滴周(zhou)圍液(ye)體(ti)的(de)(de)湍流軌跡(ji)。

室溫下測量該(gai)液(ye)(ye)滴磁(ci)(ci)滯(zhi)回線發現(xian)，不(bu)同于傳(chuan)統順磁(ci)(ci)性(xing)磁(ci)(ci)流體(ti)，這種液(ye)(ye)滴表現(xian)出一(yi)定強度的(de)剩磁(ci)(ci)和(he)矯頑力，轉變(bian)(bian)為鐵磁(ci)(ci)性(xing)。結合最(zui)新的(de)全液(ye)(ye)相3D打印和(he)微流控成(cheng)型技術，研究人員可(ke)(ke)在全液(ye)(ye)態(tai)條件(jian)下，制造任意形(xing)貌的(de)磁(ci)(ci)性(xing)液(ye)(ye)態(tai)器件(jian)。此外，已成(cheng)型的(de)液(ye)(ye)體(ti)還(huan)可(ke)(ke)以通(tong)過改(gai)變(bian)(bian)液(ye)(ye)體(ti)內酸堿環境進行重(zhong)構(gou)，實現(xian)可(ke)(ke)逆磁(ci)(ci)化或消(xiao)磁(ci)(ci)。

這種新(xin)型鐵磁(ci)液(ye)(ye)滴具(ju)有(you)諸多奇特(te)性質，未(wei)來(lai)有(you)望用于(yu)磁(ci)控液(ye)(ye)態(tai)(tai)機器人(ren)、可(ke)編(bian)程(cheng)液(ye)(ye)態(tai)(tai)微反(fan)應器等領域，并推(tui)動新(xin)型液(ye)(ye)態(tai)(tai)磁(ci)材料(liao)表征技術如(ru)極化中子磁(ci)場成像等向前(qian)發(fa)展(zhan)。