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Ferrofluid demonstration, electromagnets power controlled by sound... neat stuff

http://www.kodama.hc.uec.ac.jp/spiral/

Playing around with a magnet and a tube of ferrofluid

Sachiko Kodama's "Morpho Tower": "This work is conceptualized as an "organic tower." The magnetic fluid, with a smooth black surface that seems to draw you in, reaches the top of the tower, spreading like a fractal, defying gravity. The form and texture of the physical surface of the tower constantly alter between the hard iron core and the changing form of soft fluid. This is a dynamic sculpture, with reactable fluid surface".

Ferrofluid raw footage from the music video for Seventeen Evergreen, "Haven't Been Yourself (Lucky Number Music)", Directed by Encyclopedia Pictura. A ferrofluid is a liquid that becomes strongly polarised in the presence of a magnetic field. Ferrofluids are composed of nanoscale ferromagnetic particles suspended in a carrier fluid, usually an organic solvent or water. The ferromagnetic nano-particles are coated with a surfactant to prevent their agglomeration (due to van der Waals and magnetic forces). Although the name suggests otherwise, ferrofluids do not display ferromagnetism, since they do not retain magnetisation in the absence of an externally-applied field. In fact, ferrofluids display paramagnetism, and are often referred as being "superparamagnetic" due to their large magnetic susceptibility. Truly ferromagnetic fluids are difficult to create at present, requiring high temperatures and electromagnetic levitation.

A bottle of ferro-fluid, two strong magnets, a steel bolt, and you can make a home-made fluid tree.

A good application for ferrofluid is to seal the cylinder of a Stirling motor. The piston shall seal the cylinder and it shall run with low friction. Achieving both targets requires some precision It becomes simple when thin magnetic oil, stays attached to a magnetic piston. Forming an elastic sphere around the magnet, the oil closes the gap. The piston is even centered in the cylinder. For demonstration the working cylinder is extended with a displacement cylinder to a Stirling motor. For the operation some heat is applied to the left side of the displacement cylinder, while the right side remains cold. When it gets warm inside, the air expands and the working cyliner pushes its piston out. The pingpongballs roll from the cold side to the warm displacing the air to the cold side. This leads o a contraction of the air and the working piston and the balls return for the next cycle. A high position of the barycenter of the displacement cylinder relative to its suspension provides some hysteresis to the system so that it cycles without a flywheel. Ferrofluid Kolbendichtung Eine gute Anwendung für Ferrofluid ist das Abdichten des Zylinders eines Stirlingmotors. Der Kolben soll den Zylinder gut abschließen und sich dabei reibungsarm bewegen. Beide Ziele sind oft nur mit hoher Präzision in der Ausführung zu erreichen. Mit dem Einsatz von Öl, das magnetisch am Kolben haftet, wird es dagegen sehr einfach. Mit einem kugelförmigen Öltropfen der vom Zylinder in die Form gepresst wird, wird der Spalt geschossen und der Kolben wird dabei sogar noch im Zylinder zentriert. Zur Demonstration wurde der Arbeits-Zylinder mit einem Verdränger-Zylinder zu einem einfachen Stirlingmotor erweitert. Zum Betrieb wird die linke Seite des Verdrängerdzylinders erwärmt während die rechte Seite kühl bleibt. Bei der Erwärmung dehnt sich die Luft aus und drückt den Kolben des Arbeitszylinders heraus. Durch die Veränderung der Lage rollen die Tischtennisbälle von der kalten zur warmen Seite und drängen dabei die Luft zur kalten Seite. Die Luft zieht sich zusammen, der Kolben und die Bälle gehen zurück und es beginnt der nächst Zyklus. Eine hohe Position des Schwerpunkts Verdrängerzylinders bezüglich seiner Aufhängung führt zu einer Hysterese, die auch ohne Schwungrad eine zyklische Bewegung ermöglicht.

WMF

Using a lens with a thin layer of sandwiched ferro fluid to map the magnetic field via optic affects of the external field on the magnetic fluid. Blue LED's of the apparatus are spaced evenly, facing inward directed at the edge of the lens. Repulsive poles of the magnets (NN or SS) always show a shunt tunnel (photon path) between them. Attractive poles (NS or SN) never have a direct connection between them. The video is all about photon conduction, moving photons from point A to point B, There seems to be one angle that lights the whole thing up, like some 3d elliptical plane affect. The colors have been inverted to show the contours better. All Rights Reserved 1/17/2008

Ferrofluid Sculpture A steel sculpture with changing magnetisation is coated with ferrofluid. The fluid is pulled in the direction of increasing flux density and forms peaks, which become smaller in higher flux density. At an accumulation of fluid at ridges, the flux density at the surface decreases. The flow and the distribution of the fluid can be observed at several characteristic locations. The centre part of the sculpture is a conical spiral that has one, three or even more tracks of peaks depending on the magnetisation. Further tracks are built at the crown and at the ridge of the central hexagon. The crown has horizontal cavities that discontinue the gradient of flux density. On the way to the top the fluid is accumulated until the cavities are bridged by fountains. On the way back the fluid falls in large drops over the gap. The horizontal cavity at the ridge of the hexagon remains filled at the retreat. With increasing magnetisation the fluid at the ridge rises steeply as the flux density on the hexagon is slightly higher than at the other side of the cavity. One can also just enjoy looking at the movements of the object. ------------------------ Ferrofluid Figur Eine Stahlplastik wird bei zunehmender Magnetisierung von magnetischer Flüssigkeit überzogen. Die Flüssigkeit wird dabei jeweils in Richtung der zunehmenden Feldstärke gezogen und bildet dabei Spitzen, die umso kleiner sind, je höher die Feldstärke ist. Bei der Anhäufung von Flüssigkeit an Kanten nimmt dabei die Feldstärke an der Oberfläche ab. Beim Fluss und bei der Verteilung der Flüssigkeit zeigen sich einige charakteristische Stellen. Der Mittelteil besteht aus einer konischen Spirale, die je nach Magnetisierung eine, drei oder sogar mehr Spuren von Spitzen aufweist. Weitere Spuren werden an den Zähnen der Krone und an der Kante des zentralen Sechsecks gebildet. Die Krone enthält horizontale Vertiefungen die den kontinuierlichen Gradienten des Feldes unterbrechen. Auf dem Weg nach oben werden die Vertiefungen, nach dem Anstauen von Flüssigkeit, in Fontänen übersprungen. Auf dem Rückweg fällt die Flüssigkeit in großen Tropfen über den Spalt. Der waagerechte Graben an der Sechseckkante bleibt beim Rückzug mit Flüssigkeit gefüllt. Bei wieder ansteigender Magnetisierung erhebt sich diese Flüssigkeit dann sehr steil auf der Kante des Sechsecks, dessen Magnetisierung geringfügig stärker ist als die auf der anderen Seite des Grabens. Dabei sieht das Ganze auch einfach ganz nett aus.

Ferrofluid is an assemblage of magnetic particles engineered at the nanoscale, 100 times smaller than the wavelength visible light. Although too small to be imaged with microscopes, nano-products harness surprising properties from nanoscale physics for use in the macroscale world.

How to make Ferrofluid(magnetic liquid) in 30 seconds, why pay $40 for a small bottle when it can be made easily and cheaply

FERROFLUID AMIRIGHT?

This black magnetic fluid makes strange spikes when you bring a magnet near. See http://tesladownunder.com

SnOil" (short for Snake + Oil) is a tactile display that uses Ferrofluid (magnetically reactive liquid) and an array of electromagnets to control 144 individual "bumps" and integrated motion sensors that allows for the game of "Snake" to be played when the user tilts the tactile display back and forth.

This is a ferromagnetic fluid (or so called ferrofluid). There are billions of tiny coated ferromagnetic particles suspended in a liquid carrier. At the top is an electromagnet. The current running through it is slowly increased thus making this amazing effect. This was filmed at the Phaeno, an interactive scientific museum, much like the american COSI, in Wolfsburg, Germany. Be sure to visit if you have the chance!

Patterns in a ferrofluid film confined between glass sheets, under water. Neodymium magnet moved by hand from below. See http://www.electricstuff.co.uk/ferro.html for more info

This is a brief clip showing what happens to a ferrofluid when a magnet is passed close by. As you can see, this iron-containing fluid is no ordinary liquid...and it is being used in gel form to gently clean ancient art.

Here we have aqueous ferrofluid. We create spikes with magnetic fields.

Ferrofluid is attracted by magnetic flux. It flows with the gradient. A track with continuously increasing flux density is formed by a conical screw. Such a high pitch, conical steel-screw is difficult to make. It is much easier to just take it form discarded equipment, like in this case from a meatgrinder. A meatgrinder core is tested in the field of an adjustable DC Magnet. The flux lines emerging from track at the ridge of the thread shall be of increasing density from bottom to top. To visualise the flux density on the track, identical steel spheres are attached at high flux. With decreasing flux they will fall down when at their location the flux density falls under the critical value. With continuously decreasing flux they shall fall down in sequence from bottom to top. The handmade screw shows a suitable increasing line with some distortions. The final test shows that the meatgrinder screw is capable to levitate the ferrofluid on the track at the ridge of the thread from the basin to its top. ---------------------------- Mit Ferrofluid auf der Spur des Fleischwolfs Ferrofluid wird vom Magnetfeld angezogen. Es fließt in Richtung wachsender Feldstärke. Eine Spur mit kontinuierlich wachsender Feldstärke ergibt sich auf dem Gewinde einer konischen Schraube, nur ist eine konische Stahlschraube mit hoher Steigung etwas schwierig herzustellen. Einfacher ist es, ein bestehendes Teil aus einem ausrangiertem Gerät zu nehmen, hier von einem Fleischwolf. Die Transportschnecke eines Fleischwolfs wird hierzu im Feld eines einstellbaren Elektromagneten getestet. Das Feld, das von der Kante der Gewindegänge ausgeht, soll auf dieser Spur von der Basis zur Spitze hin kontinuierlich zunehmen. Zur Darstellung der Verteilung der Feldstärke auf der Spur werden bei hoher Feldstärke Stahlkugeln gleicher Größe aufgebracht. Bei Abnahme der Feldstärke werden die Kugeln bei jeweils gleicher Feldstärke abfallen. Die Reihenfolge des Abfallens soll bei langsamer Abnahme von untern nach oben verlaufen. Für die Form der handgefertigten Transportschnecke des Fleischwolfs ergibt sich ein ansteigender Verlauf der allerdings auch einige Abweichungen vom kontinuierlichen Anstieg aufweist. Der abschließende Test zeigt, dass der Fleischwolf in der Lage ist, Ferrofluid auf seiner Spur an der Gewindekante vom Boden nach oben an die Spitze zu ziehen.

Dynamic Self Organisation of Ferrofluid In this experiment Ferrofluid shows a continuos cycle of diffusion and concentration. Some thinner is added to a drop of ferrofluid which is on a dish over a permanent magnet. When spreading out, the thinner takes a low concentration of ferrofluid with it, too low to be bound to the magnet. The flow is limited by the wetting border of the spot. Increased evaporation increases the flow towards the border. At the end of its way, the concentration of the fluid is increased by evaporation, in a circle around the centre. At the according level of concentration the fluid on the circle joins to Rosensweig peaks, dots of further increased concentration. These peaks are sufficiently attracted to move back against the continuos outward flow, leaving a track of ferrofluid behind. Near the centre the peaks are repelled by the centre material which has the same magnetic orientation. In the flowing environment, with much thinner, the Rosensweig peaks "tunnel" to the centre, while the rest of the trace is repelled and partly washed away. With decreasing thinner and higher concentration, peaks are formed in the centre. The material is regrouped with new material returning to the centre. At the end the peaks at the centre stay separate and more peaks are joining. ------------------------------------------- Dynamische Selbstorganisation von Ferrofluid In diesem Experiment befindet sich Ferrofluid in einem kontinuierlichem Prozess von Diffusion und Konzentration. Einem Tropfen Ferrofluid, der sich auf einer Schale über einem Magneten befindet, wird etwas Verdünner hinzugefügt. Beim Ausbreiten führt der Verdünner etwas Ferrofluid mit sich, zu wenig um von Magneten festgehalten zu werden. Die Ausbreitung erfolgt bis zur Benetzungsgrenze. Eine erhöhte Verdunstung verstärkt dabei den Fluss nach außen. Am Ende des Wegs, auf einem Kreis um das Zentrum, wird die Konzentration der Flüssigkeit durch die Verdunstung erhöht. Bei der entsprechenden Konzentration bilden sich auf diesem Kreis Rosensweig Spitzen, Flecken mit weiter erhöhter Konzentration. Diese Flecken werden dann ausreichend stark angezogen, um gegen den kontinuierlichen, nach außen gerichteten Fluss, zur Mitte zurückzukehren. Sie hinterlassen dabei eine Spur von Ferrofluid. In der Nähe des Zentrums werden die Flecken vom Material im Zentrum abgestoßen, das die gleiche magnetische Orientierung hat. In der fließenden Umgebung mit viel Verdünner können die Rosensweig Spitzen zum Zentrum „tunneln", wobei ihre Spur abgestoßen und zum Teil weggespült wird. Mit der Abnahme des Verdünners und zunehmender Konzentration bilden sich im Zentrum Spitzen. Das Material im Zentrum wird mit neuem, zurückfließendem Material neu zu Spitzen gruppiert. Zum Schluss bleiben die Spitzen im Zentrum getrennt und neues Material bildet weitere Spitzen.

http://www.greenpowerscience.com/ This is some test footage for an up coming High Quality Video. I have some Green Ideas For this Stuff. Oil based solution.

Corn Circles in Ferrofluid When ferrofluid is enclosed between two glass panels and magnets are above and below, the fluid forms a circle of dots. It looks a bit like corn circles. How does this self organization work? As the fluid flows to the location with highest magnetic flux, there must be a maximum of flux density in a certain distance from the axis. To understand the effect, the magnetic flux is measured with two magnets placed on the table. They are placed in line with identical orientation and with a distance to each other. In the large model the directions of the flux lines can be measured with a compass. Between the magnets the flux goes to the left. With the spacing between the magnets, flux lines are arching out. Along the centre line the flux decreases and passes zero. Further outside the flux is reversed and decreases in the distance. So it has a maximum in between. That is where the ferrofluid moves. The dots are formed when magnetic material aligns in the direction of the flux, attracting other material in the direction of the flux and repelling other magnetised material sideways (see http://www.youtube.com/watch?v=sBsh7RbzNNI ). For a demonstration the two magnets are placed with vertical axis above and below a basin with magnetic floaters. The floaters move to the highest flux region and organise in a circle with equal spacing. So the behaviour of the ferrofluid can be explained without corn circles. Kornkreise in Ferrofluid Wenn Ferrofluid zwischen zwei Glasscheiben eingeschlossen ist, mit einem Magneten oben und einem unten drunter dann formt sich die Flüssigkeit zu einem Kreis aus Punkten, der an Kornkreise erinnert. Wie kommt es zu dieser Selbstorganisation? Da die Flüssigkeit immer an die Stelle der höchsten Feldstärke fließt, muss es wohl ein Maximum in einer bestimmten Entfernung von der Achse geben. Zur Beschreibung des Effekts wird das Feldlinienbild von zwei Magneten in dieser Konfiguration gemessen. Sie werden dazu in gleicher Richtung in einer Linie und mit einigem Abstand zueinander platziert. Bei dieser großen Anordnung kann das Feldlinienbild mit einem Kompass aufgenommen werden. Zwischen den Magneten geht das Feld nach links. Durch den Abstand der Magnete fächern die Feldlinien in der Mitte aus. Auf der Symmetrielinie wird der Fluß nach außen geringer und überschreitet den Wert null. Weiter außen geht die Feldstärke in die andere Richtung und nimmt dann in der Entfernung wieder ab. Es gibt damit nach der Nullstelle auch einen Maximalwert. Zu dieser Stelle fließt das Ferrofluid. Die Punkte bilden sich wenn sich magnetisiertes Material im Magnetfeld ausrichtet. Dabei wird magnetisiertes Material in Richtung der Magnetisierung angezogen und in der Richtung quer dazu abgestoßen ( siehe auch http://www.youtube.com/watch?v=sBsh7RbzNNI ). Zur Demonstration werden die beiden Magnete mit vertikaler Achse über und unter einem Wasserbecken mit magnetisierten Schwimmern angeordnet. Die Schwimmer bewegen sich zum Bereich maximaler Feldstärke und ordnen sich dort mit gleichen Abständen zu einem Kreis an. So ist dann wohl die Selbstorganisation von Ferrofluid auch ohne Kornkreise zu erklären.

Patterns in a ferrofluid film confined between glass sheets, under water. Neodymium magnet moved by hand from below. See www.electricstuff.co.uk/ferro.html for more info

this is my chemistry 2 semester project where my partner and i synthesized ferrofluid.