ทีมนักวิจัยของห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ เบิร์กลีย์ ในสหรัฐอเมริกา ประสบความสำเร็จในการสร้าง “แม่เหล็กถาวร” ที่เป็น “ของเหลว” ได้เป็นครั้งแรก ทำให้สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ไม่จำกัด ส่งผลให้นำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลายอีกด้วย
โทมัส รัสเซลล์ ศาสตราจารย์กิตติคุณด้านวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์โพลีเมอร์ ประจำมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ ผู้นำในทีมวิจัยและเป็นผู้ร่วมเขียนรายงานผลการวิจัยครั้งนี้ ระบุว่า ปกติแล้วเรามักจินตนาการ ถึงแม่เหล็กว่าเป็นของแข็ง แต่ตอนนี้ได้รู้แล้วว่า เราสามารถทำแม่เหล็กถาวรที่เป็นของเหลวได้
และมันสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้แตกต่างกันหลากหลาย ตามที่ใจต้องการได้เลย ตั้งแต่ในสภาพที่เป็นแท่งหรือหลอด ไปจนถึงทรงกลม หรือจะให้เป็นแผ่นแบนๆ เหมือนแพนเค้ก เป็นตัวหอยก็ยังได้
ศาสตราจารย์รัสเซลล์ กับทีม สร้างแม่เหล็กถาวรเหลวนี้ขึ้นมาได้โดยบังเอิญ ระหว่างการทดลองใช้เครื่องพิมพ์สามมิติเพื่อสร้างวัสดุเหลวที่เป็นของแข็งแต่มีคุณสมบัติบางประการของของเหลว สำหรับนำไปประยุกต์ใช้ทางด้าน
พลังงาน วันหนึ่ง หลิว ซูโป นักวิจัยหลังปริญญาเอก ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของรายงานการทดลองชิ้นนี้ สังเกตพบว่าหยดของวัสดุชนิดหนึ่งซึ่งพิมพ์ออกมาจากเครื่องพิมพ์สามมิติ โดยประกอบขึ้นจากอนุภาคที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก
ซึ่งเรียกว่า ไอร์ออน-อ็อกไซด์ กำลังหมุนไปรอบๆ ในทิศทางเดียวอยู่บนจานทดลองที่ถูกรบกวน
โดยแรงแม่เหล็ก เมื่อทีมวิจัยตรวจสอบต่อพบว่า ตัววัสดุทั้งหมดกลายเป็นแม่เหล็กไม่ได้เป็นเพียงแค่ตัวอนุภาคไอร์ออน-อ็อกไซด์เท่านั้น ทั้งทีมวิจัยจึงตัดสินใจศึกษาค้นคว้าเรื่องวัสดุดังกล่าวต่อไป
ทีมวิจัยประสบความสำเร็จเมื่อทดลองใช้เทคนิคการพิมพ์สามมิติ สร้างหยดวัสดุพิเศษขึ้นมา ขนาดราว 1 มิลลิเมตรจาก น้ำ, น้ำมัน, และไอร์ออน-อ็อกไซด์ หยดของเหลวดังกล่าว
สามารถรักษารูปร่างเอาไว้ได้เพราะบางส่วนของไอร์ออน-อ็อกไซด์ เกิดรวมตัวทางเคมีเข้ากับเซอร์แฟคแทนท์ ซึ่งเป็นสารที่ใช้สำหรับลดการตึงผิวของของเหลว กลายเป็นฟิล์มบางๆ รอบน้ำที่เป็นของเหลวโดยมีอนุภาคไอร์ออน-อ็อกไซด์ ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นของเหลวและปิดล้อมส่วนที่เหลือทั้งหมดไว้ภายใน
จากนั้นทีมวิจัยนำเอาหยดของเหลวดังกล่าวไว้ใกล้กับคอยล์แม่เหล็กเพื่อเปลี่ยนสภาพหยดของเหลวให้เป็นแม่เหล็ก เมื่อนำเอาคอยล์แม่เหล็กออกไป หยดของเหลวก็ยังคงแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กอยู่อย่างที่ไม่เคยพบเห็นกันมาก่อน ทั้งนี้ แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีการค้นพบแม่เหล็กที่เป็นของเหลวมาแล้ว เรียกว่า เฟอร์โรฟลูอิดส์ แต่เฟอร์โรฟลูอิดส์มีสภาพเป็นแม่เหล็กชั่วคราว คือเป็นแม่เหล็กเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กเท่านั้น
เมื่อทีมวิจัยนำเอาหยดของเหลวเข้าไปอยู่ในสนามพลังแม่เหล็ก ตัวอนุภาคไอร์ออน-อ็อกไซด์ จะเรียงตัวไปในทิศทางเดียวกัน เมื่อเอาสนามแม่เหล็กออกไป อนุภาคไอร์ออน-อ็อกไซด์ ซึ่งมีพันธะเคมีกับเซอร์แฟคแทนท์จึงจับตัวกันแน่นจนไม่สามารถขยับเปลี่ยนแปลงได้ จึงยังคงสภาพเรียงตัวเป็นแม่เหล็กอยู่เช่นเดิม ที่น่าสนใจก็คือส่วนภายในที่เป็นของเหลวก็ยังเรียงตัวตามสภาพของแม่เหล็กอยู่เช่นเดียวกัน
รัสเซลล์ยอมรับว่าทีมวิจัยยังไม่เข้าใจถ่องแท้นักว่าอนุภาคเหล่านี้ยังคงยึดตัวในสภาพเป็นแม่เหล็กได้อย่างไร แต่เมื่อใดที่สามารถทำความเข้าใจกรณีนี้ได้ แม่เหล็กถาวรที่เป็นของเหลวนี้จะมีประโยชน์มหาศาลทีเดียว
