Los imanes como los conocemos son siempre sólidos, pero lo más cercano que tenemos a un líquido magnético es una clase de líquidos llamados ferrofluidos. Compuestos por partículas de óxido de hierro en suspensión en líquidos, estos materiales sólo son magnéticos temporalmente, cuando se exponen a otros imanes. Pero ahora, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han logrado crear los primeros líquidos magnéticos permanentes, que podrían abrir nuevas vías para la electrónica y la robótica.

Los ferrofluidos han existido desde los años 60 y desde entonces han aparecido en altavoces, relojes llamativos, superficies que pueden cambiar de pegajosidad o resbaladizo a petición, y que pronto pueden ser utilizadas para propulsar pequeños satélites. Pero en todos estos casos, el líquido sólo muestra magnetismo cuando se aplica un campo magnético. El nuevo líquido del Berkeley Lab es el primero en serlo permanentemente.

«Hemos fabricado un nuevo material que es tanto líquido como magnético», dice Tom Russell, investigador principal del estudio. «Nadie ha observado esto antes. Nos preguntábamos:’Si un ferrofluido puede llegar a ser temporalmente magnético, ¿qué podríamos hacer para hacerlo permanentemente magnético y comportarnos como un imán sólido, pero seguir pareciendo y sintiéndonos como un líquido'»?

El equipo comenzó con la impresión en 3D de gotas de 1 mm de un ferrofluido, cada una de las cuales contenía miles de millones de nanopartículas de óxido de hierro de tan sólo 20 nanómetros de ancho. Estos fueron suspendidos en otra solución líquida. En una inspección más cercana, los investigadores encontraron que las gotas retenían su forma porque las nanopartículas se amontonaban alrededor de los bordes.

Luego, el equipo pasó una bobina magnética sobre las gotas, lo que encendió su magnetismo. Pero a diferencia de los ferrofluidos habituales, este magnetismo se mantuvo incluso después de retirar la bobina. Las gotas empezaron a girar una alrededor de la otra al unísono.

Al estudiar la magnetometría de las gotas, el equipo descubrió por qué. Cada nanopartícula de óxido de hierro en cada gota respondía al campo magnético a la vez, y debido a que tantas estaban atascadas en la superficie, esencialmente estaban formando una cáscara magnética sólida. Estas partículas externas también estaban pasando su orientación magnética sobre las nanopartículas en el núcleo de cada gota.

Como es de esperar de un líquido magnético, el material retiene sus propiedades magnéticas en cualquier forma. Los investigadores demostraron que podían dividir las gotas en más pequeñas, o transformarlas en esferas, cilindros, panqueques, tubos e incluso en forma de pulpo, sin dejar de ser magnéticas. Además, las gotas se pueden sintonizar para que su magnetismo se pueda encender y apagar a voluntad.

En conjunto, estas propiedades pueden hacer que las gotas sean muy útiles en robots o dispositivos electrónicos. El equipo sugiere que podrían utilizarse para fabricar células artificiales impresas en líquido o robots controlados por imanes que suministran medicamentos dentro del cuerpo.

La investigación fue publicada en la revista Science y los líquidos magnéticos se pueden ver en acción en el video de abajo.