Novo material desvendará mistérios do campo magnético da Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica -  13/02/2017

Este metal líquido híbrido ajudará a desvendar o que ocorre no interior dos planetas. [Imagem: Florian Carle et al. - 10.1103/PhysRevFluids.2.013301]

Planetas em laboratório

Um novo material, feito a partir de um metal líquido misturado com partículas magnéticas, promete ajudar a "construir pequenos planetas em laboratório", segundo seus criadores, permitindo recriar e estudar as poderosas forças que atuam no núcleo da Terra.

Como o interior do planeta não está acessível, é virtualmente impossível estudar a composição e o que ocorre no núcleo da Terra, o que é essencial para entender, por exemplo, o campo magnético que nos protege da radiação cósmica.

"Nós podemos reproduzir alguns dos fenômenos vistos em planetas e estrelas com este material," confirma o professor Eric Brown, da Universidade de Yale, nos EUA.

Metal líquido com magnetismo reforçado

O novo material parte de um bem conhecido metal líquido, uma liga de índio e gálio (eGaIn), ao qual são acrescidas várias partículas, que ficam em suspensão.

Ao fluir, a capacidade desse material híbrido para gerar ou modificar campos magnéticos é até cinco vezes maior que a do metal líquido puro.

Isso, juntamente com um aumento significativo na condutividade elétrica, significa que o material pode ser usado para estudar os efeitos da magnetohidrodinâmica - as propriedades magnéticas dos fluidos condutores, dificilmente detectáveis fora dos núcleos de planetas e estrelas.

Suspensão

Uma das dificuldades para colocar partículas em suspensão em metais líquidos é que o ar oxida a "pele" dos metais líquidos, mantendo as partículas na superfície. A equipe resolveu esse problema submergindo o metal líquido em uma solução ácida, que remove e impede a oxidação.

"Conseguimos colocar em suspensão quase tudo o que queríamos - aço, zinco, níquel, ferro - basicamente qualquer coisa com uma condutividade maior do que a do eGaIn," disse Florian Carle, responsável pelo desenvolvimento desse método.

No artigo que descreve o material, a equipe fez uma descrição detalhada de sua preparação, para que outras equipes possam aproveitá-lo em seus próprios experimentos. [Imagem: Florian Carle et al. - 10.1103/PhysRevFluids.2.013301]

Inversão dos polos magnéticos da Terra

O novo material deverá trazer novas possibilidades de experimentos para a geofísica, astrofísica e outros campos que exploram a dinâmica do campo magnético da Terra, que é gerado pelo metal líquido - sobretudo ferro e níquel - que flui no núcleo. Este campo magnético cria uma corrente elétrica dentro da Terra e bloqueia a radiação vinda do espaço.

Uma das possibilidades está no estudo dos pólos magnéticos, sobretudo quando os pólos norte e sul da Terra se invertem.

Isso não acontece muitas vezes - em média, uma vez a cada algumas centenas de milhares de anos -, mas os efeitos da inversão geomagnética podem ser devastadores, temporariamente levantando a barreira que nos protege da radiação do espaço. Alguns cientistas acreditam que essas inversões causaram várias das grandes extinções de espécies na Terra.

• Campo de força magnético protegerá astronautas contra radiação

Bibliografia:

Development of magnetic liquid metal suspensions for magnetohydrodynamics
Florian Carle, Kunlun Bai, Joshua Casara, Kyle Vanderlick, Eric Brown
Physical Review Fluids
Vol.: 2, 013301
DOI: 10.1103/PhysRevFluids.2.013301