Ferroaqua//

Entstanden ist ein auf Magnetismus reagierendes transluzentes Kunststoffsandwichpaneel mit Ferroaquafüllung im Zwischenraum, dies soll Geräusche und Klänge visuell erlebbar machen. Angelegte magnetische Felder erzeugen mit dem Ferrofluid grafische Spuren zwischen den Kunststoffplatten.Der derzeitige Standpunkt verlangt noch eine manuelle Betätigung des Objektes.

Musik wird zu einer visuellen Kunst

Meine Vision vom Sensorischen Kunstobjekt in einem finalen Bilder verpackt:

FerroFluid3.0

Neben der Produktion von weiteren Videos entsteht derzeit das Endmodell für die Messe und die Präsentation, in den Maßen 200x60cm
Hier einige Einblicke vom Modellbau

ferroaquaPH5//

Im diesem Versuch wurde das Verhalten von Ferrofluid in einer anderen Flüssigkeit untersucht. Getestet wurden mehrere Flüssigkeiten mit dem Ergebnis, dass destilliertem Wasser den besten Effekt erzielen kann.
Ferrofluid löst sich nicht im destillierten Wasser und so kann die Struktur noch perfekt genutzt und gesehen werden. Der Grund hierfür sind die fehlenden Verunreinigungen, Spurenelemente und der mangelnde Teil an Ionen im Wasser. Der Abstand der beiden verklebten Glasscheiben in denen sich das Gemisch befindet beträgt ca. 3mm.
Dies hat zur Folge, dass sich das Ferrofluid bei der Reaktion auf eine magnetisches Feld zwischen die beiden Scheiben drückt und so gut eine Bewegungsablauf dargestellt werden kann.

Der Versuch wurde mit der Kamera dokumentiert:

magnetic fluid//

...doch was, wenn es flüssig wäre?

Das war einer meiner ersten Gedanken als ich in der Thema des Magnetismus einstieg. Nach langen Nachforschungen und sehr vielen Anfragen an Vertriebsfirmen, halte ich seit Heute "Ferrofluid" in den Händen.
Ferrofluide sind Flüssigkeiten, die auf magnetische Felder reagieren ohne zu verfestigen. In einer Trägerflüssigkeit sind tausende Nanometer große magnetische Partikel suspendiert, welche mit einer polymeren Oberflächenbeschichtung stabilisiert werden. Durch ihre magnetischen Nanokerne reagiert Ferrofluid stark auf äußere Magnetfelder, ohne diese verhält sich das Ferrofluid jedoch wie eine normale Flüssigkeit.

Den ersten "flüssigen Magneten" entwickelte 1965 der NASA-Mitarbeiter Stephen Pappell. Durch die gute Kontrollfähigkeit und dadurch geeigneten Einsatz im Weltraum weckte dies das Interesse vieler Forscher.
Durch ihre besonderen Eigenschaften sind Ferrofluide sehr gefragt und noch immer Gegenstand aktueller Forschung. So werden diese durch ihre gute Kontrollierbarkeit bei Dichtungen oder als Dämpfer mit guter Wärmeleitfähigkeit genutzt. In der Medizin wird es zum einem in der Diaknostik aber vor allem zur Krebsbehandlung genutzt. Dadurch ist z.B. eine lokale Chemotherapie möglich, welche wesentlich schonender für den Patienten ist. Auch bei den Flugzeugen der US Air-Force werden Beschichtungskombinationen mit Ferrofluid zur Radarstrahlenabsorbtion genutzt. Weitere Anwendungsfelder sind die Messtechnik, Entertainment bzw. Kunst.

Einen sehr großen Dank möchte ich der Firma "supermagnete.de" aussprechen, die mir die Möglichkeit bietet mit dem doch sehr teuren Ferrofluid experimentieren zu können und mir den "flüssigen Magnet" kostenlos zur Verfügung stellen.

Die ersten Annäherungen mit Ferrofluid hielt ich mit der Kamera fest.

magnetic motion//

Mit dem Sensorischen Objekt etwas bewegen - mit Magnetismus etwas bewegen

Mit Magnetismus etwas bewegen. Magnetismus ist Bewegung, Bewegung elektrischer Ladungen. Diese Kraft wird durch das Magnetfeld übertragen, welches einerseits von diesen Objekten erzeugt wird und andererseits auf sie wirkt. Magnetfelder entstehen bei jeder Bewegung von elektrischen Ladungen. Durch diese Magnetfelder können aber auch Bewegungen koordiniert werden. Das Magnetfeld dient einigen Tierarten als Orientierungshilfe, so finden beispielsweise Meeresschildkröten auch nach einer lebenslangen Reise durch die Weltmeere problemlos ihren Geburtsort wieder, kleinste Unterschiede im Erdmagnetfeld helfen ihnen sich am Globus zu orientieren. Langusten verfügen ebenso über diesen Richtungssinn, weiterhin sind diese in der Lage ihren derzeitigen Standpunkt exakt geographisch zu bestimmen. Mit dem Magnetfeld Schatten erzeugen. Das Magnetfeld als Anziehungsort für Schattenspendende Elemente in einer Glasfassade oder Fensterelement ist das derzeitigen Ziel meiner Versuche.

C. Michael Garfield

magnetic object//

An diesem kleinen Versuch kann man schon sehr gut erkennen, welch einen großartigen Effekt man mit Eisenspäne und einem Magneten erzielen kann. Für das Sensorische Objekt werde ich diesen Weg weiterverfolgen.

magnetism design//

Das Sensorische Objekt mit Magnetismus aufladen...
 

Magnetismus ist die Eigenschaft eines Materials, magnetisch leitende Stoffe anzuziehen und festzuhalten. Dieses physikalische Prinzip wurde schon im Altertum, in Griechenland und China erkannt und genutzt. Alle Stoffe und Elemente verfügen über eine, mehr oder weniger stark ausgeprägte magnetische Komponente, welche aber teilweise für unsere Wahrnehmung zu gering ist. Auch der Mensch ist ein gering magnetischer Körper. Nur so kann man beispielsweise mit Hilfe eines Kernspin-Tomographen das Magnet-Resonanz-Verhalten von Wasserstoffatomen in unserem Körper erkenntlich machen. Physikalisch unterscheidet man in die drei verschiedenen Erscheinungsformen:

Diamagnetismus

Paramagnetismus

Ferromagnetismus

Bei dem typischen Magnet handelt es sich in den meisten Fällen um Ferromagnetische Stoffe, welche in Form von Eisen, Cobalt und Nickel ein Magnetfeld erzeugen und verstärken können. In den ersten Experimenten wurde die fast magnetische Kraft mit Hilfe von Eisenspäne und eines herkömmlichen Magnet sichtbar gemacht. Dadurch entwickelte ich schon erste Konzepten mit Magnetismus im Design- und Architekturbereich gebildet

 

electrostatic hair2//

Es wurde ein Funktionsmodell erstellt um die elektrostatische wirkung auf Haare im Video festzuhalten.

man erkennt gut wie feinfühlig sich die Haare verhalten, doch leider sind diese so empfindlich, dass schon ein kleiner Luftstoß zum auslösen einer Bewegung reicht.

electrostatic hair//

Durch die Recherchen des Elektroabscheider wurde klar, dass je leichter und feiner ein Gegenstand ist, er sich auch besser elektrostatisch anziehen lässt. Dadurch wird die Kraft der Elektrostatik deutlicher sichtbar gemacht, für den Betrachter ist sie besser begreifbar und fassbarer. Um ein Kunst-Objekt zu entwickeln welches die Elektrostatik sichtbar macht, ist der Ansatz mit Kleinteilchen zu arbeiten eine gute Methode. In ersten Versuchen wurde mit Feinstaub, Graphit-Pulver und Kleinteilen von Haaren experimentiert. In dem Video ist gut zu erkennen, wie schnell die Haare auf eine elektrostatische Anziehung reagieren.

Das Haar lässt sich besonders gut aufladen, da es sich wie ein Isolator verhält. Isolatoren haben keine oder nur eine geringfügige Leitfähigkeit, die ausgetauschten Elektronen verschwinden nicht sofort wieder und können beim Trennen des Kontakts nicht an ihre vorherigen Plätze zurückfließen. Beim kämmen der Haare richten sich oft die Haare auf, da jedes Haar als Isolator funktioniert. Durch den Kamm werden dort nun die Ladungen schlagartig entrissen. Die Haare stoßen sich gegenseitig ab bzw. stellen sich auf.

Eine Vision für ein Design Objekt könnte eine Art interaktive Wand sein, wo die Besucher sich von lästigen elektrostatischen Ladungen reinigen und befreien können.

electrostatic precipitator//

Bei Elektrofiltern handelt es sich um Anlagen, welche Partikel mit statischer Anziehungskraft entfernen können. Die Funktionsweise beruht auf dem elektrostatischen Prinzip. Die korrekte Bezeichnung wäre also Elektroabscheider.

Es kommt zu einer Reinigung von Gegenständen, Oberflächen, Gasen oder Luftströmungen ohne diese zu berühren oder zu beeinflussen.

Der Ablauf einer solchen Reinigung lässt sich in fünf Einzelschritte unterteilen. Der Prozess beginnt mit der Freisetzung elektrischer Ladung. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um Elektronen. Die zu bearbeitende Materie gelangt in das elektrische Feld, die Schmutzpartikel werden entgegengesetzt geladen. Die nun geladenen Teilchen werden angezogen und zu einer Niederschlagselektrode geleitet, wo sie anhaften und abtransportiert werden können.

Zur Anwendung kommen diese Elektrofilter meist in einer Großstruktur, beispielsweise bei der Stromerzeugung aus Kohle, bei der Reinigung von Rauchgasen oder der Zementherstellung. Die Gase können hiermit bis zu 99,9% Reinheit erreichen und die verunreinigten Partikel schonend entsorgt werden. Bei einem Kohlekraftwerk können täglich bis zu 10t Staub entsorgt werden, welcher sonst ungeachtet der Umwelt zugeführt wird.

Diese Methode ist nicht nur extrem effektiv sondern auch besonders schonend und somit auch für empfindliche Gegenstände in Erwägung zu ziehen.

Ein Versuch wurde an der Universität Erfurt und der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst in Hildesheim durchgeführt. Sie standen vor dem Problem wie man auf schnelle, gründliche und sichere Weise über 185.000 historische Landkarten reinigt.

Mitarbeiter klagten beim arbeiten mit den Karten schon länger über Atembeschwerden. Der Grund wurde schnell ermittelt, es handelte sich um Feinstaub auf den Landkarten. Eine Maschine zur Reinigung musste konstruiert werden, welche schonender als ein Radiergummi und gründlicher als ein Pinsel ist.

In einer zweijährigen Entwicklungs- und Bauphase wurde eine Maschine konstruiert, die die Karten fast ohne zu berühren von sämtlichen Verunreinigungen befreit. Es kann somit nicht zu einer Beschädigung der Tinte oder dem Papier kommen. Eine geladenen Folie welche, über den Karten hinweg läuft, sammelt durch elektrostatische Anziehungskraft die Feinstäube ein und transportiert diese ab.

Tribolumineszenz// Reibungselektrizität//

Bei schnellem Abziehen eines durchsichtigen Klebestreifens von seiner Unterlage kann man kleine Lichtblitze beobachten, ja sogar Röntgenstrahlen entstehen hierbei.
Durch das Trennen der klebenden Unterseite des Bandes von der darunter liegenden Bandseite findet eine Ladungstrennung statt. Die klebende Seite des Bandes lädt sich positiv auf, die darunter befindlichen Seite aber negativ.
Werden diese Flächen nun etwas weiter voneinander getrennt, bildet sich eine hohe elektrische Spannung.
Denn die Ladungen versuchen sich untereinander auszugleichen. So kommt es dazu, dass die beweglichen negativen Ladungen bei dem Springen durch die Luft auf Luftteilchen treffen. Der Zusammenstoß zwischen Elektronen und Luftteilchen gibt Energie in Form von Licht frei.

http://www.nature.com/news/2008/081022/images/news.2008.1185-1.jpg

Bei diesem Aufprall geben einige Elektronen einen Röntgenblitz von enormer Energie frei, dies reicht um einen handelsüblichen Röntgenfilm zu belichten. Es entstehen also Röntgenstrahlen.

http://www.wissenschaft-aktuell.de/onTEAM/fotos/221224745674.jpg

Das ist nur unter Laborbedingungen möglich, bei einem normalen Umgang mit Klebeband geht natürlich keine Gefahr einer schädlichen Strahlung aus.

Dieser Prozess ähnelt dem Prinzip der Ladungstrennung durch Reibung, welcher sich Reibungselektrizität nennt.
Auch Leuchtstoffröhren können nach diesem Verfahren arbeiten.
Durch Reibung an der Außenseite einer Leuchtstoffröhre wird ein elektrostatisches Feld erzeugt und das setzt die selbständige Gasentladung innerhalb der Röhre in Gange.
Die Gasentladungen erzeugt ein Aufleuchten der Lampe, was aber nur durch die ständige Neubildung weiterer elektrischer Ladungsträger durch andere Ladungsträger mit genügend Energie möglich ist. Ionen in der Röhre werden zu den entgegengesetzt geladenen Elektronen beschleunigt. Auf dem Weg dorthin kann es passieren dass es zu einem Zusammentreffen mit Gasatomen kommt und ein Energieaustausch statt findet. Diese Reaktion wird durch ein kurzzeitiges Aufleuchten sichtbar.





Diesen Versuch hielt ich mit der Kamera fest, man kann deutlich eine Lichterscheinung wahrnehmen.
Hierbei wurde mit bloßer Hand an der Leuchtstoffröhre gerieben. Um es besser zu verdeutlichen wurde der Versuch in einem dunklen Raum durchgeführt.

Bandgenerator// Van-de-Graaff-Generator// Rolltreppe//

Mit einem Bandgenerator oder auch Van-de-Graaff-Generator lässt sich eine hohe elektrische Gleichspannung erzeugen. Benannt wurde diese Apparatur nach dem amerikanischen Physiker Robert Van de Graaff.
Der Generator wurde dazu entwickelt elektrische Energie aus mechanischer Energie zu gewinnen, was bei diesem Van-de-Graaff-Generator aber nur in einem sehr geringen Wirkungsgrad möglich ist.


Gedanke war es nun, das Prinzip der Reibungselektrizität auf einen anderen Mechanismus zu übertragen...die Rolltreppe.
Deren Handlauf als großer Van-de-Graaff-Generator zu sehen ist und die daraus resultierende Elektrostatik sichtbar macht.

http://xn--80aqafcrtq.cc/de/?p=209075

Oft bekommt man bei dem betreten einer Rolltreppe einen leichten elektischen Schlag, dies passiert meist weil die Handläufe aus PVC bestehen.
PVC lädt sich durch Reibung elektrostatisch auf, berührt man diesen Handlauf kommt es zur Erdung und die elektrische Ladung entlädt sich.

electrostatic liquid//

Die elektrostatische Anziehung eines Wasserstrahles ist bekannt. Aber was ist die Ursache dieses Phänomens?
Der geriebene Luftballon erhält durch die Reibung eine Aufladung, also einen Mangel (+) oder einen Überschuss (-) an Ladungsträgern, je nach Material.
Zwischen dem Luftballon und dem geerdeten Wasserstrahl (durch den Wasserhahn) baut sich ein elektrisches Feld auf.
Durch dieses Feld entsteht eine Kraftwirkung zwischen dem Ballon und dem Wasserstrahl, der Strahl wird abgelenkt bzw angezogen.

Eine Ablenkung des fallenden Wassers im Strahl ist nur möglich, da hierbei eine sehr geringe Energie benötigt wird.

electrostatic liquid// from DannyLorenzDesign on Vimeo.

Auch in der Natur kommt es vor, dass sich Wasserteilchen elektrisch aufladen.
In Kurorten wird seit sehr langer Zeit das einatmen von negativ geladener Wasser-Aerosole ärztlich empfohlen. Auf diese positive Wirkung stieß 1790 der Naturforscher J.G.Tralles.
Wer sich in der Nähe eines Wasserfalles aufhält, fördert aktiv seine Gesundheit. Diese ist auf die hohe Konzentration an negativ geladenen Luftionen in der Luft zurückzuführen. Durch elektrische Entladung oder kurzwellige UV-Lichter werden diese Ionen auf natürlichem Wege erzeugt.
Man kann je nach Standort ca. 300-3.000 Ionenpaare pro cm³ vorfinden. In der Nähe eines Wasserfalls kann dieser Wert auf bis zu 70.000 Ionenpaare pro cm³ ansteigen.
Die leichten Luftionen, welche meist aus negativen Sauerstoffmolekühlen bestehen, haften sich an die fein zerstäubten Wassertröpfchen und umhüllen so einen Wasserfall.



Laut Studien wird durch das einatmen dieser Teilchen eine extrem hohe medizinische Wirkung erzielt. Ein Großteil der Ladungen der Luftionen werden von den Schleimhäuten aufgenommen und das beschleunigt die Flimmerhärchen der Nasenschleimhäute, was eine starke Reinigungswirkung der Schleimhäute bewirkt.

electrostatic discharge//

Zur Elektrostatik gehört auch ein Teil welcher sich „Elektrostatische Entladung“ nennt. Nahezu überall begegnen wir in unserem Alltag diesem Phänomen.
Für den Menschen sind diese schlagartigen Entladungen erst ab einer gewissen Stärke wahrnehmbar. Viele der elektrostatische Entladungen liegen unter der Wahrnehmbarkeitsschwelle des Menschen, sie sind also nicht spürbar oder sichtbar, können aber teilweise genau so schädlich sein.
Die bekannteste Form ist das Spüren eines elektrischen Schlages.
Optisch kann man eine solche Entladung in Form eines Blitzes erkennen.
Es gilt die Faustformel, dass elektrostatische Entladungen durch den Menschen erst ab ca. 2.000 V wahrgenommen werden.

In einem kleinen Experiment habe ich versucht mit der Kamera die elektrostatische Entladung zu dokumentieren.
Man sieht deutlich wie sich die Teilchen schlagartig entladen und ein elektrischer Schlag von dem Kabel aus übertritt. Wäre der Versuch im dunklen ausgeführt worden, hätte man man eventuell auch optisch einen kleinen Blitz wahrnehmen können.
Nicht Sichtbar aber trotzdem deutlich zu hören ist die bekannteste elektrostatische Entladung, der Blitzschlag.
Das Kabel der Kopfhörer steigt explosiv nach oben und lässt diesen miniatur Blitzschlag entstehen.

electrostatic discharge// from DannyLorenzDesign on Vimeo.

electrofeather//

Da mir aus den ersten Experimente klar war, dass ich mit einem Luftballon nur wenig elektrostatische Anziehungskraft erzeugen kann, musste ich im Gegensatz dazu einen sehr leichten Gegenstand verwenden.
Allein schon eineFedern reicht aus um die fast magische Kraft darzustellen, das Experiment hielt ich mit einer Kamera fest.

electrofeather from DannyLorenzDesign on Vimeo.

In Analogie dazu wurde ich auf das Thema der Straußenfedern aufmerksam.
Straußenfedern haben die Eigenschaft einer extrem elektrostatischen Anziehungskraft.
Straußenfedern werden aufgrund ihrer Eigenschaften zur Herstellung von Staubfängern oder technischen Bürsten verwendet. Somit verteilt man den Staub nicht, sondern nimmt den ihn mit der elektrostatischen Kraft auf. Durch die weichen Straußenfedern ist ein verkratzen der zu bearbeitenden Oberfläche nicht möglich. Der so ionisierte Staub kann dann im Nachgang durch eine Absaugung entfernt werden.

Man kann auf diesem Bild sehr gut erkennen wie fein verzweigt die Teile einer Straußenfeder sind, durch diese Vielzahl an kleinsten Federteilchen und die Reibung aneinander erzeugen diese eine elektrostatische Ladung.

Glasfaser//

Was ich für mein Sensorisches Objekt noch als optimales Material in Erwägung ziehen möchte sind Glasfasern.
Die Glasfaser ist ein, aus geschmolzenem Glas hergestellter, dünner Faden. Bei der Herstellung werden aus der Glasschmelze dünnen Fäden gezogen, die dann in vielen Bereichen verwendet werden können.
Dies bietet einerseits ein sehr leichtes Eigengenwicht und andererseits hat Glas die Eigenschaft sich gut elektrostatisch aufzuladen.
Gestalterisch ist noch von Vorteil, dass Glasfasern Licht fast verlustfrei leiten und im inneren der Faser reflektieren können.



So kann man neben der elektrostatischen Anziehung auch eine Beleuchtung in das Sensorische Objekt integrieren.