Le ferrofluide est surtout connu pour les pics qu’il forme lorsqu’on l’approche d’un aimant. Plus généralement, on constate l’apparition dans le liquide de lignes suivant le champ magnétique extérieur (et donc de pics si le ferrofluide est placé au dessus d’un pôle magnétique)

Ainsi en suspension dans le liquide, les particules de magnétite agissent comme de petite boussoles, s’orientant directement dans la direction des lignes de champ, les pôles opposés d’un dipôle magnétique s’attirant, chaque particule est attirée par celle d’avant et ainsi de suite, tout en suivant les lignes de champ.

Schéma de l’orientation des moments magnétiques des particules de magnétite dans le ferrofluide en fonction de l’intensité du champ extérieur.

(source image: http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/la-saturation-magnetique-definition)

Nous avons ainsi placé le ferrofluide à différentes hauteurs au dessus d’un aimant et après avoir mesuré l’intensité du champ au niveau du ferrofluide, nous avons mesuré la hauteur des pics, leur nombre ainsi que leur densité. Au contact de l’aimant, l’intensité du champ magnétique est de 12 mT et on peut dénombrer 38 pics d’environ 1 cm de haut répartis sur un rectangle de 3cm sur 4cm, soit une densité d = 38/(3*4) = 3,2 pic/cm².

A 5cm de l’aimant, l’intensité est de 2 mT et on peut dénombrer 11 pics de moins de 0,5 cm répartis sur un rectangle de 2,5 cm sur 3,5 cm, soit une densité de d = 11/ (2,5*3,5) = 1,3 pic/cm².

Photographie du ferrofluide placé au contact de la bobine (souris au dessus de l’image : Zoom)

Photographie du ferrofluide placé à 5 cm de la bobine (souris au dessus de l’image : Zoom)

On constate ainsi que le nombre de pics, leurs hauteur ainsi que leur densité n’est pas proportionnelle a l’intensité du champ magnétique. En effet la magnétite est soumise à d’autres forces comme la viscosité dynamique du ferrofluide, ainsi les pics apparaissent d’un coup à partir d’une certaine intensité du champ magnétique.

Aussi on pourrait constater qu’à partir d’une certaine intensité les pics ne sont pas plus grands ni plus denses, l’aimantation du ferrofluide est alors saturée, tous les moments magnétique de toutes les particules sont alignés. Dans notre cas, nous avons synthétisé 31mmol de magnétite, on a donc :

Schéma de l’orientation des moments magnétiques des particules de magnétite dans le ferrofluide lorsque son aimantation est saturée.

(Source image : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/la-saturation-magnetique-definition)

Cependant, étant donné que nous avons perdu beaucoup de magnétite lors des éliminations de surnageant, de ferrofluide (très tachant) sur toute les surfaces où il a été posé, perte approximativement compensée par le fait que l’on a emporté un peu du ferrofluide fabriqué par les TP de certains étudiants de l’ESPCI ; cette valeur est extrêmement imprécise. Cette estimation est donc avant tout un calcul théorique.