JP2010508667A - 磁性流体およびそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
磁性粒子I:鉄(II、III)酸化物(磁鉄鉱)粉末(<5μm、98%、密度4.8〜5.1g/cm3(25℃)、Aldrich)
磁性粒子II:磁鉄鉱ナノ粉末(球状、20〜30nm、>98%、密度0.84g/cm3、Aldrich)
イオン性液体1(IL1):1−エチル−3−メチルイミダゾリウムジエチルリン酸塩
イオン性液体2(IL2):1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩
イオン性液体3(IL3):1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムクロリド
イオン性液体4(IL4):1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホン酸塩
イオン性液体5(IL5):1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩
イオン性液体6(IL6):AMMOENG(商標)100
イオン性液体7(IL7):1−エチル−3−メチルイミダゾリウムエチル硫酸塩
イオン性液体8(IL8):トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド
担体としてイオン性液体(ILs)を用いる磁気レオロジー流体(MRFs)の調製は、対応するイオン性液体(IL)と磁性粒子を混合することによって行った。調製された様々な磁気レオロジー流体(MRFs)の組成を表2に要約する。混合工程は、懸濁した磁性粒子との相互作用を避けるために、ポリエチレンの円柱容器中で、ポリエチレン撹拌パドルを用いて行った。混合工程は、室温(21℃)で15分間、2400rpmの撹拌速度を用いる機械的撹拌によって実施した。
沈降測定は、文献に記載のものと同様の方法で、重力場の下で実施した。同じ体積量の調製した磁気レオロジー流体(MRFs)を、4mmの直径で53mmの長さのポリエチレン円柱管に注ぎ、蓋をした。振動を最低限にするために、この管を重厚な大理石のテーブルの上に置いた。実験用具一式は制御された温度(21℃)の室内に置いた。測定を始める前に、管が完全に垂直に立っているかどうかを確認した。分散体−イオン性液体(IL)の境界面(例えば、上澄み透明層の生成)は、直接目で観察した。
調製された磁性流体のいくつかの測定された性質が上記の表2に示されている。
Claims (24)
- イオン性液体またはイオン性液体混合物中に磁性粒子を含む磁性流体であって、
安定化剤を含まないか、あるいは、炭素繊維、天然もしくは合成の水溶性チキソトロピック剤、樹脂、デンプン、多糖、セルロース誘導体、四ホウ酸ナトリウム十水和物、海藻抽出物、合成樹脂、界面活性剤、粘塑性媒体、油中水エマルジョン、およびこれらの2種以上の組合せの群から選択される安定化剤を含む、前記磁性流体。 - 流体が安定化剤を含まない、請求項1に記載の流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物が、少なくとも95重量%のイオンからなり、−100℃と+200℃の間の温度で液体である、請求項1に記載の流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物が、少なくとも1つの有機基を有するアンモニウム陽イオン、または少なくとも1つの有機基を有するホスホニウム陽イオン、または少なくとも1つの有機基を有するスルホニウム陽イオン、または複素環基を含む第4級窒素原子、あるいはこれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される陽イオン、好ましくはピリジニウム塩またはイミダゾリウム塩を含む、請求項3に記載の流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物が、N−アルキルピリジニウム、N−アルキル−ビニルピリジニウム、テトラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホニウム、トリアルキルスルホニウム、N,N’−ジアルキルイミダゾリウム、N−アルキル−N’−ビニルイミダゾリウム、およびこれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される陽イオンを含む、請求項4に記載の流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物が、ルイス酸の付加物、トリハライド、およびハライドからなる群から選択される陰イオンを含む、請求項3に記載の流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物が、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロヒ酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ジシアンジアミド、メタンスルホン酸イオン、トシラート、テトラクロロホウ酸イオン、テトラアリールホウ酸イオン、ポリフッ化テトラアリールホウ酸イオン、テトラハロアルミン酸イオン、アルキルトリハロアルミン酸イオン、トリフラート、ノナフラート、ビストリフィルイミド、クロロ酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、アルキル硫酸イオン、N−(N−メトキシエトキシ)アルキル硫酸イオン、ジアルキルリン酸イオン、[MeCO2]−、硝酸イオン、亜硝酸イオン、トリクロロ亜鉛酸イオン、ジクロロ銅酸イオン、フルオロスルホン酸イオン、トリアリールホスフィン、スルホン酸イオン、多面体ボラン、カルボラン、メタロカルボラン、およびこれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される陰イオンを含む、請求項3に記載の流体。
- 磁性粒子が、フェロ磁性を示す粒子、フェリ磁性を示す粒子、反フェロ磁性を示す粒子、傾いたスピンのフェロ磁性を示す粒子、常磁性または超常磁性を示す粒子、およびこれらの2つ以上の粒子の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の流体。
- 磁性粒子が、鉄、カルボニル鉄、鉄合金、酸化鉄、窒化鉄、炭化鉄、低炭素鋼、ニッケル、コバルト、希土類、およびこれらの混合物またはこれらの合金からなる材料の群から選択される、請求項8に記載の流体。
- 磁性粒子が、鉄、酸化鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム、およびこれらのフェロ磁性またはフェリ磁性合金からなる材料の群から選択される、請求項9に記載の流体。
- 磁性粒子が、10nmと50μmの間、好ましくは100nmと20μmの間の範囲の直径を有する、請求項1に記載の磁性流体。
- 磁性粒子が、磁性流体の全量に対して、1と60重量%の間、好ましくは5と40重量%の間の量で流体中に存在する、請求項1から11の一項に記載の磁性流体。
- イオン性液体またはイオン性液体混合物の全量に対して40重量%までの量で安定化剤を含む、請求項1から12の一項に記載の磁性流体。
- ポリマー、またはポリマーの混合物を含む、請求項1から13の一項に記載の磁性流体。
- インクとしての、好ましくはインクジェット印刷用の、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 減衰流体としての、好ましくはラウドスピーカー、グラフィックプロッターまたは計器ゲージ用の、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 密封流体としての、好ましくはガスレーザー、モーター、ブロアーまたはハードドライバー用の、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 画像形成用途における、好ましくはドメイン観察用の、または造影剤としての、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 沈降浮遊技術における、好ましくは廃棄物からの資源の回収における、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- バイオメディカル用途における、好ましくは薬剤ターゲッティング、細胞標識、または磁性粒子に取り付けられた薬剤用の、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 化学反応を実施するための反応媒体としての、好ましくは、磁場により反応媒体の粘度を制御することによって関与する反応物質の拡散を制御するための、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 医療における生体の血管を閉塞するための可逆的シールとしての、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 化学的または生物学的系内の選択された位置での化学物質の輸送手段および/または送達手段としての、さらなる該化学物質を含む、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
- 化学反応を実施するための反応媒体としての、請求項1から14の一項に記載の磁性流体の使用。
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