ferrofluid يا فروسيال مايعي است با ذرات بسيار ريز مغناطيسي ( عمدتاً آهني ) به صورت کلوئيديِ پايدار و چسبيده به مولکول‌هاي مايعِ حامل. در آزمايشهاي مربوط به تفنگ ريلي و ديامغناطيسم، مولکولهاي هوا که دوقطبيهاي مغناطيسي ريزي هستند به دليل جذب شدن به نواحي داراي ميدان مغناطيسي شديدتر و در نتيجه ازدياد فشار هوا در آن نواحي نسبت به نواحي مجاور نقش بارزي ايفا مينمايند. به عبارتي اين آزمايشها اهميت وجود سيالي حاوي دوقطبيهاي ريز و جوش خورده با ديگر مولکولهاي سيال را نشان ميدهد. همين ايده انگيزهي ساخت مصنوعي چنين سيالي است که در آن به جاي مولکولهاي هوا از ذرات بسيار ريز آهني که از لحاظ مغناطيسي بسيار قويتر از مولکولي از هوا هستند استفاده مي‌شود. چنين سيالي همان فِروسَيّال (يا ferrofluid) مي‌باشد.

يک آهنرباي مايع يا فروسيال، مخلوطي کلوئيدي از ذرات مغناطيسي ( به قطرِ تقريباً 10 نانومتر ) در يک مايع حامل ميباشد. همچنين، حامل داراي مادهي ترسازي است که از چسبيدن ذرات به يکديگر ممانعت به عمل ميآورد، و مايع حامل، آب يا يک سيال آلي است. نوعاً فروسيال از نظر حجمي متشکل است از حدوداً %5 جامدهاي مغناطيسي، %10 ترساز، و %85 حامل. در يک نوع فروسيالِ قابل ساخت، براي ذرات مغناطيسي از آهن مغناطيسي (Fe3O4)، براي ترساز از اسيد اولئيک، و براي سيالِ حامل از نفت سفيد استفاده ميشود. ترساز بايد قابل حل در مايع حامل باشد.
غالباً در فرايند ساخت فروسيال‌ها پوشش‌هايي از مواد مختلف بر روي ذرات مغناطيسي داده مي‌شود که دو وظيفه‌ي مهم به‌عهده دارند: اولاً نقش ترساز را بازي مي‌کنند يعني با ايجاد جاذبه‌هاي مولکولي قوي بين خود و مولکول‌هاي مايع حامل، سيالي يک‌دست ايجاد کرده و مانع توده‌شدگيِ ذرات مغناطيسي حتي تحت شيب‌هاي شديد ميدان مغناطيسي مي‌شوند و ثانياً به‌دليل جرم حجميِ کمتر آنها نسبت به ذرات مغناطيسي، باعث مي‌شوند که جرم حجمي متوسط ذرات داراي پوشش از جرم حجمي ذرات مغناطيسي بدونِ پوشش کمتر شده و در حد تعليق در مايع حامل باشد تا به اين ترتيب کلوئيدي پايدار تشکيل شود.

معرفي کامل فِروسَيّال و بررسي خواص فيزيکي-شيميايي و کاربردهاي انواع آنها
 

فِروسَيّال‌ها (که همچنين سيال‌هاي مغناطيسي يا نانوسيال‌هاي مغناطيسي نيز ناميده مي‌شوند) دسته‌ي ويژه‌اي از مواد نانو مي‌باشند که به‌طور همزمان خواص مايع و سوپرپارامغناطيسم را نشان مي‌دهند. امکان کنترل مغناطيسي روي خواص و جريان آنها، تحقيقاتِ جهت‌گيري شده‌ي اساسي و عملي را تسريع نمود. در اينجا نتايجِ به‌دست آمده روي سنتز، خواص، و فروهيدروديناميک فروسيال‌ها در کنار کاربردهاي مهندسي و پزشکي-زيستيِ آنها خلاصه خواهد شد.

مقدمه
 

فروسيال‌ها ( يا مايع‌هاي مغناطيسي )، به‌ويژه نانوسيال‌هاي قابلِ کنترلِ مغناطيسي، دسته‌ي ويژه‌اي از مواد نانوي هوشمندند [1]. اين نوع از نانوسيال‌ها، کلوئيدهاي مواد نانويي مثل Fe3O4، γ-Fe2O3، CoFe2O4، Co، Fe يا Fe C مي‌باشند که به‌طور پايدار در يک مايع حامل پراکنده شده‌اند [2]، درنتيجه، اين مواد نانو به‌طور همزمان خواص سيّال و مغناطيسم را نشان مي‌دهند. ازنظرِ بزرگ-مقياس، معرفي نيروهاي مغناطيسي در معادلات اساسي هيدروديناميک براي مِديوم‌هاي شِبهِ‌همگنِ مايعِ قابلِ مغناطيس شدن، موجِدِ علمِ هيدروديناميکِ مغناطيسيِ نانوسيال‌ها (يا فروسيال‌ها)ي مغناطيسي مي‌باشد که همچنين به‌عنوان فروهيدروديناميک شناخته مي‌شود و افق وسيعي از پديده‌هاي جديد [3] و کاربردهاي اميدبخش [4] را به‌روي ما مي‌گشايد.
ازنظر کوچک-مقياس، نيروهاي دوربرد جاذبه‌اي وان‌دروالسي و مغناطيسي، همه‌جا حاضرند و بنابراين بايد در توازن با نيروهاي کولني، فضايي، و ديگر فعل و انفعالات قرار گيرند تا پايداريِ کلوئيديِ سيستم نانوذراتِ پراکنده شده را حتي در ميدان‌هاي مغناطيسيِ قوي و به‌شدت غيرِيکنواخت، که ويژه‌ي غالبِ کاربردها هستند، کنترل نمايند [5] [6].
در بسياري از کاربردهايي که با آنها مواجهيم، مثلاً در درزبندي‌‌ها يا بارپذيري‌هاي چرخشي، نياز به سيال‌هايي مغناطيسي با مغناطشِ قوي و درعين‌حال با پايداري کلوئيديِ طولاني‌مدت مي‌باشد. فراهم‌آوريِ همزمانِ اين الزمات، مشکل است و شرايط سختي را در مورد پروسه‌هاي پايدارسازي که در خلال سنتز نانوسيال‌هاي مغناطيسي به‌کار مي‌رود ايجاب مي‌کند. درحالِ‌حاضر، ترکيب، ساختمان و خواص انواع مختلف فروسيال‌ها، و همچنين کاربرهاي صنعتي و پزشکي-زيستي آنها مشخص و ارائه شده است [ 2و 5].

سنتز فروسيال‌ها
 

سنتز فروسيال‌ها دو مرحله‌ي اصلي دارد: (a) آماده‌سازي ذرات مغناطيسيِ نانوابعاد (درحدود 2 تا 15 نانومتر)، و (b) متعاقباً پراکنده‌سازي/پايدارسازيِ نانوذرات در مايعات حامل قطبي و غيرقطبي مختلف. در آنچه به نانوذرات هيدروکسيد آهن مربوط مي‌شود مؤثرترين روش، پروسه‌ي ته‌نشيني همزمان شيميايي است [2]. برحسب خواص مايع حامل و کاربردهاي مورد انتظار، رويّه‌هاي مختلفي از سنتز فروسيال توسعه يافته است [5]. عجالتاً، مکانيسم‌هاي پايدارسازي نانوذرات مغناطيسي در انواع مختلف مايعات حامل، به‌گونه‌اي که مانعِ تشکيلِ غيرقابلِ‌برگشتِ توده‌ذرات، حتي در ميدان‌هاي مغناطيسيِ شديد و قوياً غيرِيکنواخت شوند، مشخص شده است.

مشخصات
 

تحقيقات ساختماني و پايداري کلوئيدي. در موردِ نانوذراتي که از لحاظ فضايي در مايع‌هاي حامل مختلف پايدار شده‌اند کاراييِ پوشش سطحيِ ذرات را نوع و کيفيتِ ترسازهاي مورد استفاده، همچنين دماي مديوم، و درنتيجه تعادل بين فعل و انفعالات جاذبه‌اي و دافعه‌ايِ بين ذرات، تعيين خواهد کرد. وقتي فعل و انفعالات جاذبه‌اي غالب باشد ممکن است انواع توده‌شدگي‌ها، که معمولاً به‌شکلِ زنجيره‌هاي خطيِ شِبهِ موازي با خطوط ميدان مغناطيسيِ اِعمال شده يا به‌شکلِ تراکم‌هاي شِبهِ قطره‌اي هستند، حاصل شود [7].
توده‌شدگي‌ها در سيال‌هاي مغناطيسي مورد استفاده در اغلب کاربردها، نامطلوبند، بنابراين روش‌هاي شناسايي، عمدتاً روي اين پروسه‌هاي توده‌شدگي و پي‌آيندهاي آنها در رفتار ماکروسکوپيک سيال‌ها متمرکز شده‌اند.
يکي از مؤثرترين روش‌هاي تحقيقات نانوساختماني، براساسِ پراکندگي نوتروني تحتِ زاويه‌ي کوچک (SANS يا small angle neutron scattering) مي‌باشد [8].
از اين روش براي آشکار کردن خصيصه‌هاي ساختماني در ابعاد 1 تا 100 نانومتر استفاده مي‌شود و به‌طور مفصل در کنار نتايجِ TEM، DLS، و آناليزهاي مگنتوگرانيولومتري ارائه شده است.
خواص مغناطيسي. از منحني‌هاي مغناطش مي‌توان به‌طورِ گسترده براي مطالعه‌ي فعل و انفعالات ذره‌اي و نيز شکل‌گيريِ توده‌شدگي‌ها، که پروسه‌هايي هستند که قوياً رفتار سيال‌هاي مغناطيسي را از جنبه‌ي جريان و تغيير شکل ماده و هيدرولوژي مغناطيسي تحت تأثير قرار مي‌دهند، استفاده کرد. مغناطِشِ اشباع (Ms)، فروگيريِ اوليه (iχ)، منحني‌هاي مغناطش کامل (M=M(H) يا M/Ms(H) که در آن H شدت ميدان مغناطيسيِ اِعمال شده است) و آناليز مگنتوگرانيولومتري (قطر مغناطيسي متوسط <Dm> و انحراف معيارِ استاندارد σ ) در مقاديرِ مختلفِ تغليظِ حجميِ نانوذرات مغناطيسي، ديدي مقايسه‌اي روي مشخصات ميکروساختماني نمونه‌هاي مختلف به ما مي‌دهد [9 و 10].
اندازه‌ي خوشه‌ها مي‌تواند اشاره‌اي اوليه باشد به درجه‌ي پراکندگي ذرات و نيز به قدرت فعل و انفعالات بينِ ذره‌اي. اين اندازه را، معمولاً مي‌توان به روش‌هاي اپتيکي (مثلاً به روشِ DLS) آناليز نمود. عليرغم پروسه‌ي خوشه‌اي شدن، فعل و انفعالات بينِ ذره‌اي جاذبه‌اي خالص (که به‌عنوانِ نوعِ دوقطبي-دوقطبي درنظر گرفته مي‌شود)، براثرِ دافعه‌ي فضايي القا شده توسطِ لايه‌هاي پوششيِ دوگانه، بايد کاملاً ضعيف باشد. چنين تصور مي‌شود که فعل و انفعالات جاذبه‌اي، تنها آشفتگي‌هاي انرژيِ عدمِ همگنيِ اصليِ ذرات را القا مي‌نمايند. اسپکتروسکوپي وابسته به دماي Mossbauer [11] درحال فراهم‌آوريِ اطلاعات روي ترکيبِ فازيِ ذره، ساختمان و تقارن موضعي، فعل و انفعالات مغناطيسيِ موضعي درون ذره و پديده‌هاي استراحت (يا relaxation) از نوع Neel مي‌باشد.
خواص ناشي از جريان و تغيير شکل ماده و خواص هيدرولوژي مغناطيسي [12]. فروسيال‌ها به‌ويژه به ترکيب، کسر حجمي ذره، و درجه‌ي پايداريِ کلوئيديِ فروسيال‌ها، و نيز به شدت ميدان مغناطيسيِ اِعمال شده بستگي دارند. تاکنون، روش‌شناسيِ تحقيقات روي خواص جريان و نتايج اصلي، با تأکيدي کامل بر فروسيال‌هايي که به‌ويژه در کاربردها مناسبند، ارائه شده است.

فروهيدروديناميک
 

معادلات فروهيدروديناميک، که ابتدائاً توسط Neuringer و Rosenweig [3] توسعه يافت، با مواردِ کاربردي تطبيق داده شده است. نخست معادلات استنتاج شده براي يک فروسيال شِبهِ‌همگن در تقريبِ شِبهِ استاتيک ارائه گرديد، که مربوط به يک فروسيالِ رقيق‌شده، با دوقطبي‌هاي مغناطيسيِ شِبهِ نقطه‌اي و رفتار لانژوينيِ مغناطش در يک ميدان کُند-تغيير، مي‌باشد. سپس، مدلِ فروسيال‌ها با چرخش‌هاي داخلي (Shlomis [13]، Rosensweig [14]) با احتسابِ استراحت مغناطش توسط مکانيسم نوعِ Neel يا Brown، طرح‌ريزي گرديد.
کاربردهاي صنعتي و زيستي-پزشکي [1 تا 6، و 15 تا 18]
اين کاربردها شامل موارد زير است:
سنتز انواع جديدي از مواد نانوساختمان ناهمگن مثل نانوکامپوزيت‌هاي پليمري و امولسيون‌ها و ژل‌هاي قابلِ کنترلِ مغناطيسي؛ درزبندي ديناميک با سيال‌هاي مغناطيسي؛ تحمل بار توسط سيال مغناطيسي؛ بلندگوهاي کويل-متحرک با دمپرها و خنک‌سازهايي از جنس سيال مغناطيسي؛ دمپرهاي اينرسي با استفاده از سيال‌هاي مغناطيسي؛ سنسورها و فعال‌سازها؛ جداسازي مگنتوهيدروستاتيکي؛ تکنيک‌هاي پالايش سطح؛ تست غيرمخرب؛ تحقيق‌هاي الگوي دامنه؛ ذرات مغناطيسي و نانومهره‌هاي مغناطيسي چندکاره؛ جداسازي ياخته ازطريق مغناطيسي؛ عامل‌هاي کنتراست مغناطيسي مثلاً در MRI؛ فوقِ گرمادهي به تومورها؛ اِعمالِ دارو از طريق مغناطيسي.
کاربردهاي اصلي‌تر با توضيح مختصري پيرامون هريک به‌زودي در اين مقاله ارائه مي‌شود.
‍به اين ترتيب، آنچنانکه ديديم فروسيال (يا ferrofluid) مايعي است که در حضور يک ميدان مغناطيسي به‌شدت قطبيده مي‌شود. فروسيال‌ها مخلوط‌هاي کلوئيدي متشکل از ذرات نانوابعاد فرومغناطيسي يا فري‌مغناطيسي مي‌باشند که در يک مايعِ حامل که معمولاً يک حلّال يا آب است به حالتِ تعليق قرار دارند. ذرات نانوابعاد فرومغناطيسي با يک عاملِ ترساز پوشش داده مي‌شوند تا ذرات بر اثر نيروهاي وان‌دِروالسي يا مغناطيسي دچارِ توده‌شدگي نشوند. برخلافِ نامشان، فروسيال‌ها پديده‌ي فرومغناطيسم را به‌نمايش نمي‌گذارند زيرا آنها مغناطيس‌شدگي را در غياب يک ميدانِ اِعمال‌شده‌ي خارجي نگاه نمي‌دارند. درواقع، فروسيال‌ها عمدتاً پديده‌ي پارامغناطيسم را به نمايش مي‌گذارند و غالباً به‌خاطرِ فروگيريِ مغناطيسيِ بالاي آنها، به‌عنوان سوپرپارامغناطيس توصيف مي‌شوند. ساختِ مايع‌هاي مغناطيسيِ دائمي درحالِ‌حاضر مشکل است [19].
تفاوت بين فروسيال‌ها و سيال‌هاي مغناطورئولوژي (magnetorheological or MR fluids) در اندازه‌ي ذرات است. ذرات در يک فروسيال عمدتاً متشکل از ذرات نانوابعادند که با حرکت‌هاي براوني به حالت تعليق باقي مي‌مانند و عموماً تحت شرايط عادي ته‌نشين نمي‌شوند. ذراتِ سيالِ MR عمدتاً متشکل از ذرات ميکرومتري (با ابعادي به اندازه‌ي 10 تا 1000 مرتبه بزرگتر) هستند که بيش از آن سنگينند که حرکت براوني بتواند آنها را در حالت تعليق نگاه دارد ولذا بر اثر اختلافِ چگاليِ ذاتي بين ذره و مايع حامل به مرورِ زمان ته‌نشين مي‌شوند. درنتيجه، اين دو سيال کاربردهاي بسيار متفاوتي دارند. سيالِ MR در حضورِ ميدان مغناطيسي، سِفت و محکم مي‌شود.

توصيف
 

باز همانگونه که قبلاٌ اشاره شد فروسيال‌ها متشکل از ذرات نانوابعاد (به قطرِ معمولاً 10 نانومتر يا کمتر) از جنسِ magnetite، يا hematite يا ترکيباتِ ديگرِ حاويِ آهن مي‌باشند. اين ابعاد آنقدر کم هستند که آشفتگيِ گرمايي، آنها را به‌طورِ يکنواخت در يک مايعِ حامل پراکنده کند، و نيز آنقدر کم هستند که خودِ ذرات در واکنش‌هاي سراسريِ مايع شرکت مي‌کنند. اين موضوع، قابلِ قياس است با طريقه‌اي که يون‌ها در يک محلولِ آبکي نمکيِ پارامغناطيسي (مثل يک محلولِ آبکيِ سولفات مس (2) يا کلريد منگنز (2)) محلول را پارامغناطيس مي‌سازند.
درواقع، فروسيال‌ها ذرات آهنيِ بسيار ريزي هستند که با يک لايه‌ي مايع و نيز ترساز پوشش داده شده‌اند و سپس به آب يا روغن اضافه شده‌اند که به آنها خواص مايع را مي‌دهد. فروسيال‌ها، سوسپانسيون‌هاي کلوئيدي هستند، يعني موادي با خواصي بيش از خواصِ يک حالت از ماده. در اين مورد، دو حالت از ماده عبارتند از فلز جامد و مايعي که فلز در آن واقع است. اين تواناييِ تغييرِ فاز، همراه با اِعمالِ ميدان مغناطيسي، به آنها اجازه مي‌دهد به‌عنوانِ درزبندها و روان‌سازها و حتي در کاربردهاي بيشتر در سيستم‌هاي آينده‌ي نانوالکترومکانيک مورد استفاده قرار گيرند.
فروسيال‌هاي کامل، پايدارند. اين به اين معناست که ذرات جامد، حتي تحت تأثير ميدان‌هاي مغناطيسيِ بسيار شديد، دچار توده‌شدگي يا جداييِ فاز نمي‌شوند. اما عاملِ ترساز در طول زمان (چندساله) متمايل به شکسته شدن مي‌باشد و نهايتاً نانوذرات، دچار توده‌شدگي خواهند شد و از مايع جدا شده و ديگر در واکنشِ مغناطيسي سيال شرکت نخواهد کرد.
فروسيال‌ها، خواص مغناطيسيِ خود را در دماهاي به‌اندازه‌ي کافي بالا، که دماي کوري خوانده مي‌شوند، ازدست مي‌دهند. دماي ويژه‌ي کوريِ مورد نياز، برحسبِ ترکيب‌هاي ويژه‌ي مورد استفاده براي نانوذرات، ترساز، و مايعِ حامل، متغير است.

ناپايداري در ميدانِ عمودي
 

هنگامي که يک سيال پارامغناطيسي، تحت اِعمالِ يک ميدانِ مغناطيسيِ عموديِ به‌اندازه‌ي کافي قوي قرار مي‌گيرد سطح سيال به‌طورِ خودبه‌خودي به‌صورتِ يک الگوي شياردار يا متموجِ منظم فُرم مي‌گيرد؛ اين اثر، ناپايداري در ميدان عمودي خوانده مي‌شود. تشکيل الگوي شياردار يا متموج، انرژيِ آزاد سطحي و انرژيِ گرانشيِ مايع را افزايش و انرژي مغناطيسي را کاهش مي‌دهد. اين الگو تنها در بالاي ميدان‌هاي مغناطيسي بحرانيِ شديدي شکل مي‌گيرد که در معادله‌هاي مربوط به آنها جملات مربوط به کاهش انرژيِ مغناطيسي مهمتر از موارد مربوط به افزايشِ انرژي سطحي و گرانشي باشد. فروسيال‌ها، فروگيريِ مغناطيسي بسيار بالايي دارند و ميدان مغناطيسيِ بحراني براي شروع تشکيل الگوي شياردار يا متموج مي‌تواند با يک ميله‌ي مغناطيسيِ کوچک حاصل و اين پديده قابلِ رؤيت شود.

ترسازهايِ معمولِ فروسيال
 

ترسازهاي مورد استفاده براي پوشش نانوذرات، شامل اما نه محدود به مواردِ زيرند:
- اسيد اولئيک
- هيدروکسيد تترامتيل آمونيم
- اسيد سيتريک
- soy lecithin [20]
همانگونه که گفتيم اين ترسازها مانع مي‌شوند‌که نانوذرات به‌يکديگر بچسبند و لذا اطمينان حاصل مي‌شود که ذرات، توده و آنقدر سنگين نمي‌شوند که نتوانند تحت حرکت براوني به حالتِ تعليق نگاه داشته شوند. ذرات مغناطيسي در يک فروسيالِ ايده‌آل، حتي وقتي در معرضِ يک ميدان مغناطيسي يا گرانشيِ قوي هستند ته‌نشين نمي‌شوند. يک مولکولِ ترساز، داراي سَري قطبي و دُمي غيرقطبي (يا برعکس) مي‌باشد، که يکي از آن دو دچارِ جذب سطحي بر يک نانوذره مي‌شود درحاليکه ديگري به‌صورتِ برآمده در مايعِ حامل واقع مي‌شود و بدين‌ترتيب يک انبوه‌شدگيِ شيمياييِ ميکروسکوپيِ (micelle) مستقيم يا معکوس در اطراف ذره شکل مي‌گيرد [21]، سپس دافعه‌ي فضايي، مانعِ توده‌شدگيِ ذرات مي‌گردد.
درحاليکه ترسازها در طولاني کردنِ سرعتِ ته‌نشيني در فروسيال‌ها مفيدند، زيانِ آنها در خواص مغناطيسي سيال (به‌ويژه اشباع مغناطيسي سيال) نيز ثابت شده است. اضافه نمودنِ ترسازها (يا ذرات خارجيِ ديگر) چگالي فشردگيِ فروذرات را در حالي که در حالتِ فعال شده‌ي خود هستند کاهش مي‌دهد ولذا ويسکوزيته‌ي حالتِ سيال کاهش مي‌يابد که منجر به يک سيالِ فعال شده‌ي نَرم‌تر مي‌شود. در حالي که ويسکوزيته‌ي حالت (يا سِفتيِ سيالِ فعال شده) براي بعضي از کاربردهاي فروسيال‌ها از اهميتِ چنداني برخوردار نيست براي اغلبِ کاربردهاي تجاري و صنعتيِ آنها يک خاصيتِ عمده‌ي سيال تلقي مي‌شود، و بنابراين در اين موارد، لازم است توازني بين ويسکوزيته‌ي حالت آن و سرعتِ ته‌نشيني برقرار نماييم.

کاربردهاي عمده
 

در وسايل الکترونيکي
 

از فروسيال‌ها به‌عنوان درزبندهاي مايع در اطراف شافت‌هاي گردنده‌ي درايوِ هاردديسک‌ها استفاده مي‌شود. در اطراف و در مجاورتِ نزديکِ شافتِ گردنده، آهنربا وجود دارد. مقدار کمي فروسيال که در گاف بين آهنربا و شافت واقع مي‌شود با جذب شدنش به آهنربا در سرِ جايِ خود ثابت مي‌مانَد و در عينِ حال به علتِ مايع بودن، اصطکاکِ چنداني با شافت گردنده، که در تماس با فروسيال است، ندارد. به اين ترتيب فروسيال، همچون مانعي براي ورود چيزها و آت و آشغال‌هاي ريز به داخلِ درايوِ هارد عمل مي‌کند. مهندسين شرکت فروتک (Ferrotec Corporation) [www.ferrotec.com] اعتقاد دارند درزبندي فروسيال روي شافت‌هاي گردنده نوعاً فشارِ 3 تا 4 psi را تحمل مي‌کند، اما اين نوع درزبندها براي درزبندي انتقالي براي پيستون‌ها مناسب نيستند و سيال به‌طورِ مکانيکي به خارج از ناحيه‌ي گاف مغناطيسي کشيده مي‌شود. سازندگان متعدد ديگري نيز براي اين نوع درزبندهاي فروسيال وجود دارد [22 تا 26].

در مهندسيِ مکانيک
 

فروسيال‌ها قابليتِ کاهش اصطکاک دارند. اگر از آنها بر روي سطح يک آهنربا که به اندازه‌ي کافي قوي هست، مثل آهنربايي ساخته شده از نوديم، استفاده شود مي‌توانند باعث شوند که آهنربا به‌آساني، با کمترين مقاومت، روي سطحِ هموار، سُر بخورَد.

در موارد نظامي
 

نيروي هواييِ آمريکا يک رنگ از نوع ماده‌ي جاذب رادار (RAM يا Radar Absorbent Material) [27 تا 31] معرفي کرده است که هم از فروسيال‌ها و هم از مواد غيرمغناطيسي ساخته شده است. با کاهشِ انعکاس امواج الکترومغناطيسي، اين ماده کمک مي‌کند که سطحِ مقطعِ راداريِ هواپيما کاهش يابد.

در هوا-فضا
 

ناسا استفاده از فروسيال‌ها را در يک حلقه‌ي بسته به‌عنوانِ مبنايي براي يک سيستمِ کنترل حالتِ فضاپيماها آزمايش کرده است. يک ميدان مغناطيسي، به يک حلقه‌ي فروسيال اِعمال مي‌شود تا اندازه حرکتِ زاويه‌اي را تغيير دهد و روي گردش فضاپيما تأثير بگذارد.

در تجهيزاتِ آناليز
 

فروسيال‌ها به‌خاطرِ خواص انکساريشان کاربردهاي اپتيکيِ متعددي دارند زيرا هر دانه يا ميکروآهنربا در فروسيال، نور را بازتاب مي‌کند. از جمله‌ي اين کاربردها، اندازه‌گيريِ ويسکوزيته‌ي ويژه‌ي يک مايعِ واقع شده بينِ يک قطبنده (يا پلاريزور) و يک آناليزور است که به‌وسيله‌ي يک ليزرِ هليم-نئون روشن مي‌شود.

در پزشکي
 

در پزشکي از فروسيال‌ها به‌عنوانِ عاملِ کنتراست براي تصويربرداريِ تشديدِ مغناطيسي (MRI) استفاده مي‌شود که مي‌تواند براي آشکارسازي سرطان قابلِ استفاده باشد. در اين مورد، ذراتِ مغناطيسيِ فروسيال، نانو ذرات اکسيد آهن هستند و SPION ناميده مي‌شوند. همچنين آزمايش‌هاي زيادي با استفاده از فروسيال‌ها در يک عملِ جراحيِ آزمايشيِ سرطان، به نامِ فوقِ عملِ مغناطيسي، انجام شده است. اساسِ اين عمل بر اين واقعيت استوار است که يک فروسيالِ واقع شده در يک ميدان مغناطيسيِ متناوب، گرما آزاد مي‌کند [32 تا 35].

در انتقال گرما
 

يک ميدان مغناطيسيِ خارجيِ اِعمال شده بر يک فروسيال با فروگيريِ متغير (که فروگيريِ متغيرِ آن مثلاً بر اثرِ يک شيبِ دما حاصل شده باشد) منجر به يک نيروي بدنه‌ي مغناطيسيِ غيرِيکنواخت مي‌شود که باعثِ ايجاد شکلي از انتقالِ گرما به‌‌نامِ همرفت ترمومغناطيسي مي‌شود [36]. اين شکل از انتقال گرما هنگامي مي‌تواند مفيد باشد که انتقال گرما در همرفت معمول کافي نباشد مثلاً در دستگاه‌هاي کوچک-مقياسِ مينياتوري يا تحت شرايط جاذبه‌ي ثقليِ اندک.
به‌طور عادي از فروسيال‌ها در بلندگوها به منظورِ دور کردنِ گرما از کويلِ صدا استفاده مي‌شود. فروسيال‌در گافِ هواييِ اطراف کويل صدا قرار مي‌گيرند و در آنجا تحت جاذبه‌ي آهنرباي بلندگو ثابت مي‌مانند. ار آنجا که فروسيال‌ها پارامغناطيس هستند از قانون کوري تبعيت مي‌کنند وبنابراين در دماهاي بيشتر داراي خاصيتِ آهنرباييِ کمتري هستند. يک آهنربايِ قويِ قرار گرفته در نزديکيِ کويل صدا که توليد گرما مي‌کند فروسيالِ سرد را بيش از فروسيال گرم جذب مي‌کند و بنابراين فروسيالِ گرم شده از کويل الکتريکيِ صدا، به طرفِ سينک گرما بيرون رانده مي‌شود. اين، يک روشِ سردسازيِ مؤثر است که نيازي به هيچ انرژيِ وروديِ اضافه‌اي ندارد [37].

در نورشناسي
 

تحقيقاتي براي درست کردنِ يک آينه‌ي مغناطيسيِ متغيرالشکل از فروسيال براي تلسکوپ‌هاي نجومي مستقر بر روي زمين در راه است [38].

در هنر
 

بعضي از موزه‌هاي هنر و علوم، دستگاه‌هاي نمايشيِ ويژه‌اي دارند که در آنها از آهنربا استفاده مي‌شود تا فروسيال را به روشي فواره‌گونه، وادار به حرکت (آرام) به گِردِ سطوحي که به‌گونه‌ي ويژه‌اي شکل داده شده‌اند نمايند تا ميهمانان سرگرم شوند [39].

مراجع :
[1] S. ODENBACH (Editor), Ferrofluids: Magnetically controllable fluids and their applications, Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, 253 pages (2002)
[2] S. W. CHARLES, The preparation of magnetic fluids, in: S. ODENBACH (Editot), Ferrofluids: Magnetically controllable fluids and their applications, Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, pp. 3-18, 2002, See also: S. W. CHARLES, Preparation and magnetic properties of magnetic fluids, Rom, Reps. Phys., vol. 47(3-5), pp. 249-264, 1995
[3] R. E. ROSENSWEIG, Ferrohydrodynamics, Cambridge Univ. Press, pp. 344, 1984; see also J. L. Neuringer, R. E. Rosenweig, Phys. Fluids 7(1967)1927
[4] B. BERKOVSKY, V. BASHTOVOI (Eds.), Magnetic fluids and applications handbook, Begell House, New York, pp.831, 1996
[5] L. VEKAS, D. BICA, M. V. AVDEEV, Magnetic nanoparticles and concentrated magnetic nanofluids: synthesis, properties and some applications, China Particuology, 2007 (to appear); see also: I. ANTON, I. DE SABATA, L. VEKAS, Application orientated researches on magnetic fluids, J. Magn. Magn. Mater., vol.85, pp.219-226, 1990
[6] K. RAJ, Magnetic fluids and devices: a commercial survey, in: B. BERKOVSKY, V. BASHTOVOI (Eds.), Magnetic fluids and applications handbook, Begell House, New York, pp.657-751 (1996)
[7] V. CABUIL, J.C. BACRI, R. PERZYNSKY, YU. RAIKHER, Colloidal stability of magnetic fluids, in: B. BERKOVSKY, V. BASHTOVOI (Eds.), Magnetic fluids and applications handbook, Begell House, New York,
pp.33-56 (1996).
[8] M.V. Avdeev, V.L. Aksenov, M. Balasoiu, V.M. Garamus, A. Schreyer, Gy. Torok, L. Rosta, D. Bica,. L. Vekas, Comparative analysis of the structure of sterically stabilized ferrofluids on polar carriers by small-angle neutron scattering, J. Coll.Interface Sci., 295(2006)100-107; see also: M.V. Avdeev, Contrast variation in small-angle scattering experiments on polydisperse and superparamagnetic systems: basic function approach, J. Appl.Cryst., 40(2007)56-70.
[9] M. RASA, D. BICA, A.P. PHILIPSE, L. VEKAS, Dilution series approach for investigation of microstructural properties and particle interactions in high-quality magnetic fluids, Eur. Phys. J. E (2002), vol.7, pp.209- 220.
[10] A. O. Ivanov, O. B. Kuznetsova, Interparticle correlations and magnetic properties of concentrated ferrocolloids, Collod J., vol.63, pp.60-67, 2001.
[11] V. Kuncser, G. Schinteie, B. Sahoo, W. Keune, D. Bica, L. Vékás, G. Filoti, Magnetic interactions in water-based ferrofluids studied by Mössbauer spectroscopy. J. Phys.: Cond. Matter. (2007)19(1)016205- 016221
[12] S. Odenbach, Magnetoviscous effects in ferrofluids, Springer LNP m71 (Berlin, New York, 2002) 13. M.I. Shliomis, Ferrohydrodynamics: Retrospective and Issues, in: S. ODENBACH (Editor), Ferrofluids: Magnetically controllable fluids and their applications, Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, pp.85- 110, 2002
[13] M.I. Shliomis, Ferrohydrodynamics: Retrospective and Issues, in: S. ODENBACH (Editor), Ferrofluids: Magnetically controllable fluids and their applications, Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, pp.85- 110, 2002.
[14] R. E. Rosensweig, Basic Equations for Magnetic Fluids with Internal Rotations, in: S. ODENBACH (Editor), Ferrofluids: Magnetically controllable fluids and their applications, Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, pp.61 84, 2002.
[15] Turcu R., Pana O., Nan A. and Giurgiu L. M. Polymeric Nanostructures and Their Applications vol 1, ed. H.S. Nalwa (American Scientific Publishers) pp 337-99(2007); see also Eunate Goiti, Rebeca Hernández, , Ruy Sanz, Daniel López, Manuel Vázquez, Carmen Mijangos, Rodica Turcu, Alexandrina Nan, Doina Bica, Ladislau Vekas, Novel nanostructured magneto-polymer composites, Journal of Nanostructured Polymers and Nanocomposites 2(2006)5-12 .
[16] Z. Varga, J. Feher, G. Filipcsei, M. Zrinyi, Smart nanocomposite polymer gels, Macromolecular Symposia, 200 (2003)93-100.] Z. Varga, G. Filipcsei, M. Zrinyi, Smart composites with controlled anisotropy, Polymer, 46(2005)7779 7787.
[17] Neuberger, T., Schopf, B., Hofmann, H., Hofmann, M. & Rechenberg, B. Superparamagnetic nanoparticles for biomedical applications: Possibilities and limitations of a new drug delivery system. J. Magn. Magn. Mater., 293(2005) 483 496.
[18] Pankhurst, Q.A., Connolly, J., Jones, S.K. & Dobson J. , Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. J. Phys. D: Appl.Phys., 36(2003) R167-R181.
[19] T. Albrecht, C. Buhrer et al. (1997), “First observation of ferromagnetism and ferromagnetic domains in a liquid metal”, Applied A Materiald Science & Processing, 65:215, doi:10. 1007/s003390050569
[20] Iowa State University Animal Industry Report 2006, Soy Lecithin but not Egg Lecithin Decreased the Plasma Cholesterol Concentration in Golden Syrian Hamsters
[21] M. Seddon, R. H. Templer, Polymorphism of Liquid-Water Systems, from the Handbook of Biological Physics, Vol. 1, ed. R. Lipowsky, and E. Sackmann. (c) 1995, Elsevier Science B. V. ISBN 0-444-81975-4
[22] www.anzcorp.co.kr
[23] www.ekk.co.jp/eng/index.htm
[24] www.rigaku.com/vacuum/ferro.html
[25] www.rigaku-mechatronics.com/english
[26] www.magneticfluidics.com/index-e.asp
[27] en.wikipedia.org/wiki/Radar_Absorbent_Material
[28] www.radarworld.org/radarwar.pdf
[29] www.bbc.co.uk/dna/ww2/A591545
[30] Shepelev, Andrei and Ottens, Huib. Ho 229 The Spirit of Thuringia: The Hortern All-wing jet Fighter. London: Classic Publications, 2007. ISBN 1-903223-66-0.
[31] E Knot, J Shaeffer, M Tulley, Radar Cross Section, pp 528-531. ISBN 0-89006-618-3
[32] J. Garcia-Otero, A. J. Garcia-Bastida, and J. Rivas, J. Magn. Magn. Mater. 189, 377 (1998)
[33] R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger, D. Schuler, U. Heyen, I. Hilger and W. A. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater. 293.80 (2005)
[34] R. Hergt, R. Hiergeist, I Hilger, W. A. Kaiser, Y. Lapatnikov, S. Margel and U. Richter, J. Magn. Magn. Mater. 270, 345 (2004)
[35] M. Zeisberger, S. Dutz, R. Muller, R. Hergt, N. Matoussevitch, and H. Bonneman, J. Magn. Magn. Mater. 311, 224 (2005)
[36] B. Finlayson, Convective instability of ferromagnetic fluids, 1970, Journal of Fluid Mechanics 40:753-762
[37] Elmars Blums (1995) "New Applications of Heat and Mass Transfer Processes in Temperature Sensitive Magnetic Fluids". Brazilian Journal of Physics. Retrieved August 31 2007
[38] Jeff Hecht (07 November 2008). "Morphing mirror could clear the skies for astronomers", New Scientist
[39] www.kodama.hc.uec.ac.jp/index-e.html
/ن