液体の永久磁石が偶然に開発される。史上初（米研究）

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　史上初めて液体の永久磁石が開発された。その液体はさまざま形状に変形することが可能で、しかも操作して動きまわらせることだってできるらしい。

　磁石というと固体の硬い物体を思い浮かべるだろう。

　だが、米マサチューセッツ大学アーマスト校のポリマー科学の権威トーマス・ラッセル教授は、「液体の磁石を開発することが可能になった」と話す。その形はまさに自由自在――その気になればウニのような形にもできるそうだ。

偶然完成した液体永久磁石

　この液体磁石が開発されたのは偶然だった。それは固体でありながら、液体の性質を持つ物質を作る実験を行なっていたときのことだ。

　ポスドク課程のリュウ・シュボ氏の目に、酸化鉄という磁性を帯びた粒子で3Dプリントされた素材が、磁性プレートの上でシンクロでもするかのようにくるくる回っているところがとまった。

　もしかして粒子だけでなく、全体の構造が磁気を帯びている？ ――これが流体の永久磁石開発のきっかけとなった。

流体の磁石を3Dプリント

　まず研究チームは、液体を3Dプリントする技術を使い、水と油と酸化鉄からミリサイズの水滴を作成した。

　この水滴は酸化鉄の粒子が界面活性剤に結合し、水の周りに膜を形成することで形を保っている。また界面活性剤と結合していない酸化鉄粒子は膜の内側に閉じ込められている。

　これを磁気コイルの近くに置いて、磁気を帯びさせる。そして再度コイルを外すと、水滴は液体のまま不思議な性質を獲得した――磁気がそのまま残っていたのだ。

まるで生き物のような振る舞い

　これまで「磁性流体」という液体でありながら磁気を持つ物質はあった。しかし、これはあくまで磁場があるときにしか磁気を持たない。磁場のないところでも、磁気を帯びた液体は初めてのものだ。

　水滴を磁場に近づけると、微細な酸化鉄粒子は同じ方向に整列する。また磁場を取り除けば、膜の中の表面活性剤に結合する。それでいて水滴の中に自由に浮かんでいるものは、整列したままだ。

　その動きを見ていると、なんだか微生物か、スライムのように見えてくる。起き上がって、仲間になりたそうにこちらを見つめてきそうな感じだ。

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詳しい仕組みは不明だが、応用は数多い

　ラッセル教授によると、酸化鉄粒子が磁場を保ち続けている仕組みはまだ完全にはわかっていないらしい。だが、これが解明されれば、いくつもの応用方法が考えられるという。

　たとえば、真ん中は磁気を帯びないが、両端は磁気を帯びたキャップで挟まれた筒のようなものがあげられる。「両端がU字磁石のようにくっつく」ので、小さなマジックハンドとして利用できるかもしれないという。

　むろん、きっと中には想像している人もいるであろうヤツもある。そう、『ターミネーター2』に登場した液体金属ロボット「T-1000」のような人型デバイスだ。

　ラッセル教授が考えているのは、T-1000よりもずっと小さなものだが、磁性パーツと非磁性パーツを組み合わせれば、外部の磁場を使いマリオネットのように手足を動かせるのではという。

　この研究は『Science』（2019年7月19日付）に掲載された。

References:New Laws of Attraction: Scientists Print Magnetic Liquid Droplets/ written by hiroching / edited by parumo

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