你可能见过形形色色的磁铁，你可能玩过用磁铁吸引铁屑，这隔空的吸引力是不是给你的童年带来诸多美好的回忆呢？如果有人告诉你，除了这些常见的固体磁性材料外，现在还有一种以液体形式存在和使用的磁性材料，你是否会觉得不可思议呢？看到下面的“花”了吗？如果告诉你下面的“花”是液体，你是不是觉得匪夷所思呢？

没错，下面的“花”确实是液体，而且是像铁屑、小磁针等可以跟随磁铁摆出任意形态的液体。

你对浮力了解多少呢？我们已经知道木块能够浮在水面上是浮力的作用。可是，你若看到实心的铝块在液体中悬浮起来时，你会不会惊讶呢？

在一个烧杯中注入一定量的这种液体，将一个实心的铝块放入液体中，铝块沉到了烧杯底部，这时候在烧杯的下面放一个磁铁，就会发现铝块奇迹般地浮了起来。如果我再告诉你铝块的密度比放入的液体密度大得多，你是不是都要怀疑你的常识了呢？

以上所发生的这些奇异现象，绝非是什么魔术，它正是磁性液体所产生的神奇现象。那么，现在的你是不是很想知道这种液体到底是什么呢？它又有什么神奇作用呢？

好的，下面我们就开始揭开磁性液体的神秘面纱。

所谓磁性液体，是一种既能像液体一样流动，又能像固体磁性材料一样被磁场吸引的胶体溶液。将直径在10nm以下的固体磁性颗粒通过一定的技术手段使其均匀地分布于水、煤油等液体当中，就形成了我们所说的磁性液体了。这种固体磁性颗粒通常为铁磁性颗粒，例如四氧化三铁颗粒。

我们将水、煤油等可以使得铁磁性颗粒均匀、稳定地分布于其中的液体叫作基载液。

磁性液体应具有足够的稳定性，它在重力和磁场的长期作用下也不会发生团聚和沉降。

为了能够达到这样的性能， 我们在纳米级的固体磁性颗粒周围包覆一层能够防止固体颗粒相互结合的物质，我们将这种包覆的物质叫作表面活性剂。磁性液体能够表现出各色各样的现象得益于磁性液体独特的物理性质。

磁性液体的用处可广了，可以作为传感器、润滑剂、扬声器，可用于医学、印刷产业，还可以发电呢！

磁性液体发电

我们都知道，电能在生产和使用过程中比其他能源更容易调控， 因此，它是最理想的二次能源。发电就是利用动力装置将水能、石化燃料的热能、核能以及太阳能、风能等转换为电能，用来供应我们生活之需。

一般的发电方法都会产生大气污染以及热污染，对环境十分有害，而利用磁性液体来发电是一种新的发电模式，它具有效率高、环境污染小等优点。如下图所示，左侧有机玻璃管两边加有匀强磁场，用导线将两电极外侧与外接负载相连，磁性液体经测试管道流下，经过磁场时作为导电流体做切割磁感线运动，两电极之间将产生电势差，从而产生感应电流。磁性液体在流动过程中，经过流量计记录其流速，当液体流到底部时被水泵抽到上面，再通过换热管调节流体的温度。整个循环系统通过恒温器和换热管调节温度，与换热管相连的恒温器用来控制恒温器下水槽内水的温度，水槽中的水和换热管外筒里的水进行不断循环，保证经过换热管内筒的磁性液体的温度和恒温器的温度一样。

磁性液体在发电方面还有一种特别的应用，就是基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电技术，通过发电体在三维空间的简单悬浮运动，它可以接受任意方向的振动能。

下面介绍一下振动发电装置的结构设计原理，通常是在非导磁性耐冲击材料构成的容器中，装有高浓度、高稳定性、低黏度（矿物油基）的磁性液体，利用磁性液体的二阶浮力原理，液体中央悬浮永磁体，永磁体被特定的减阻材料包覆。容器外壁放置维度线圈，线圈引线端与负载及指示灯连接成回路。该装置接受外界的振动时会引起永磁体与外围线圈的相对运动，使线圈回路的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，形成感应电流，此为一个单元的发电，若将多组发电单元连接，即可实现阵列化发电。线圈引线端口固定于容器外壁，该端口可检测线圈的发电状态。线圈内部添加铁芯，铁芯底端有霍尔元件，霍尔元件引线端口固定在容器外壁，该端口可检测磁变化。

内部永磁体的振动频率越快，穿入线圈的磁通量随时间的变化率越大，对应的输出电压越大。此装置可为家庭式间歇使用的电子产品供电，也可将其置于特定环境中间接消除振动能，转有害能量为可利用资源。而且其内部没有固定连接结构，只是简单悬浮，只要容器的抗冲击能力强，一般不会造成发电体系的损坏。

磁性液体的应用

磁流体力学主要应用于三个方面：天体物理、受控热核反应和工业。

宇宙中恒星和星际气体都是等离子体，而且有磁场，故磁流体力学首先在天体物理、太阳物理和地球物理中得到发展和应用。当前，关于太阳的研究课题有：太阳磁场的性质和起源，磁场对日冕、黑子、耀斑的影响。此外还有：星际空间无作用力场存在的可能性，太阳风与地球磁场相互作用产生的弓形激波，新星、超新星的爆发，地球磁场的起源，等等。

磁流体力学在受控核反应方面的应用，有可能使人类从海水中的氘获取巨大能源。对氘、氚混合气来说，要求温度达到5000万到1亿度，并对粒子密度和约束时间有较高的要求。而使用环形磁约束装置在受控热核反应的研究中显出较好的适用性和优越性。

磁流体力学除了与开发和利用核聚变能有关外，还与磁流体发电密切联系。磁流体发电的原理是用等离子体取代发电机转子，省去转动部件，这样可以把普通火力发电站或核电站的效率提高15～20%，甚至更高，既可节省能源，又能减轻污染。

飞行器再入大气层时，激波、空气对飞行器的摩擦，使飞行器的表面空气受热而电离成为等离子体，因此利用磁场可以控制对飞行器的传热和阻力。但由于磁场装置过重，这种设想尚未能实现。

此外，电磁流量计、电磁制动、电磁轴承理论、电磁激波管等也是磁流体力学在工业应用上所取得的成就。

磁流体发电

磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律，由磁力线切割产生电；在磁流体流经的通道上安装电极和外部负荷连接时，则可发电。

为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下，加上钾、铯等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体(如氦、氩等)作为工质，以利用非平衡电离原理来提高电离度。前者直接利用燃烧气体穿过磁场的方式叫开环磁流体发电，后者通过换热器将工质加热后再穿过磁场的叫闭环磁流体发电。

磁流体发电本身的效率仅20%左右，但由于其排烟温度很高，从磁流体排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效的联合循环发电，总的热效率可达50%～60%，是目前正在开发中的高效发电技术中最高的。同样，它可有效地脱硫，有效地控制NOx的产生，也是一种低污染的煤气化联合循环发电技术。

磁流体密封

磁流体密封装置是由不导磁座、轴承、磁极、永久磁铁、导磁轴、磁流体组成，在磁场的作用下，使磁流体充满环形空间，建立起一系列“O型密封圈”，从而达到密封的效果。