1965年由美國航空太空總署（NASA）S.S.Papell 發明，當時阿波羅計劃首 創人類登入月球時，其磁性流體因而首度亮相，由於太空人漫步月球時，
處於真空狀態，必須利用磁性流體使太空衣內部保持一大氣壓並且能使頭 盔可以自由旋轉，而發明了磁性流體。
磁性流體在顯微鏡為可見的鐵奈米粒子組成，通常來自於磁鐵礦、赤 鐵礦或者其它包含鐵的混合物。一般而言導磁體都是固體，如鐵、鈷、鎳
及其合金，而磁性流體卻是一種固液共存兩相液態流體的磁性材料，既有
表面活性劑(surfactant)與載基流體 (base fluid)。強磁性膠粒子的大小為 0.01μm，為單磁區構造，如只把強磁性超微粒子溶入液體中，粒子間會以
系統，配合新近發展之微流道機構，可將原本於微流道中用於散熱用之工 述二不穩定之型態同時發生所產生之混合型(Hybrid 不穩定)。若一磁性流 體液滴放置於平板上且受與平板垂直之磁場影響，受此磁場之影響，其與 環境之空氣界面會產生一或多個突出峰[3](如圖2 所示)，而此垂直方向之
磁力並與重力及表面張力達到平衡，使得突出峰型態維持平衡不變，即為 所謂羅森史維格不穩定現象[1]，此現象是由Cowley 和Rosensweig[1]最先研 究發現成果。
若將羅森史維格不穩定現象之實驗條件進行改變，於凹槽上方加一蓋 板，而將磁性流體液滴受限於二平板間（即所謂Hele-Shaw Cell，如圖3）[4]，
並一樣施予與平板垂直之磁場，因原欲往上方突出發展之突峰型受上平板 接觸合併。另一方面以此Hele-Shaw Cell 機制進行可互溶流體界面實驗，
Wen et al.[7]等人透過低黏滯度柴油和磁性流體在Hele-Shaw Cell 進行可互 溶實驗觀察，磁性流體受到垂直磁場下會形成數個大波指狀化不穩定界面
又可分為旋轉機制，以及注入機制。
若考慮在旋轉機制的情況下，有多篇文獻以不同理論方法加以探討。
Chen et al.[10]以數值模擬在旋轉的機制下，可互溶液體中離心力與科氏力 對形態與變化產生重大影響，如圖7 所示。Lebedev et al.[11]將磁性液滴滴 入相同密度之非磁性液體中，並施以旋轉磁場，發現當旋轉磁場有微小的 偏差時，對於旋轉運動的液滴會有重大的影響，其結果如圖8。Miranda et al.[12]利用數值模擬發現，在旋轉的Hele-Shaw Cell 不可互溶界面下，液體 的黏度會影響指狀化現象的形狀以及其長度分佈。當指狀化現象發生或是 切斷的時候，其混合界面內部流體黏度較小，如圖9 所示。Chen et al.[13]
數值模擬出高速旋轉可互溶液滴在Hele-Shaw Cell 中受離心力與科氏力之 影響，而呈現出具傾斜角之指狀化不穩定現象，其結果如圖10。以上為指 狀化不穩定於旋轉界面的相關研究。
除此之外，對於注入機制亦有許多相關研究。Podgorski et al.[14]指出均 勻混合水溶液之陽離子表面活性劑和有機鹽，會產生一個指狀化的高彈性 蟲狀膠束液不穩定現象，而此指狀化的穩定度取決於兩溶液注入的速度。
如圖11 所示。Chen et al.[15]指出在旋轉的Hele-Shaw Cell 中，由於注入可 互溶液體所導致薄液滴層塗佈向外擴展，如圖12。Oliveira[4]當徑向磁場作 用時界面的穩定性以及指狀化結構的增長反應，並預測磁性液滴在旋轉 Hele-Shaw Cell 受到徑向磁場的作用所發生的情況，如圖13。以上則為指狀 化不穩定於注入機制的相關研究。
產生之界面不穩定可做為類比。
磁流體的界面不穩定現象已經集中在實驗和理論上的研究，然而這些 學者主要集中在探討尺寸較大的磁性流體層；隨著微技術的成熟，更有興 趣深入研究在非常薄的磁性流體薄膜中之不穩定現象。從Chen et al.[17]等 人使用高精確數值模擬方法，來探討流體間的表面張力(Korteweg stresses) 的影響。這些在可互溶研究中，流體間的界面張力是可以被忽略的，然而
響所產生之不穩定現象，進而去檢視複雜指狀化現象所發生的情形，並分 析實驗所得之數據以了解各參數之重要性及影響效果。
表 1- 1 磁性流體的製造方法
圖 1-1 磁性流體包含奈米級鐵磁性粒子(氧化鐵粒子)、表面活性劑 (surfactant)與載基流體 (base fluid，通常為水或礦物油)。
圖1-2 微小磁性流體液滴受一垂直磁場之影響下，產生之羅森史維格不穩定 現象[3]。
圖1-3 Hele-Shaw Cell 之示意圖[4]。
t=0 t=23.15 t=46.30 t=69.44
t=92.59
t=185.19 t=208.33 t=231.48 t=462.96
t=694.44
t=115.74 t=138.89 t=162.04
t=1157.41 t=2314.82
二次不 穩定之 分歧點 第一次指狀化不穩定
圖1-4 磁性液滴與環境空氣界面產生之迷宮型指狀化不穩定現象。不穩定現 象之典型特徵乃在於形成細長之指狀化細絲，並進行曲折與分叉之二次不
穩定現象，且指狀化細絲間因具磁極而不產生接觸合併[5]。
圖1-5 在 Hele-Shaw 流場，柴油與磁性流體受均勻垂直磁場來進行可互溶 流體實驗[7]。
圖1-6 不同時間下突峰型不穩定之突出峰（上列）與迷宮型不穩定之界面分 裂（下列）同時發生之影像[8,9]。
圖1-7 以數值模擬在旋轉的機制下，可互溶液體中離心力與科氏力對形態與 變化產生重大影響[10]。
圖1-8 將磁性液滴滴入非磁性流體中並施以旋轉磁場所造成之指狀化變化 現象[11]。
圖1-9 模擬不可互溶界面下，液體的黏度會影響指狀化現象的形狀以及其長 度分佈[12]。
圖1-10 數值模擬出高速旋轉可互溶液滴在 Hele-Shaw Cell 之界面不穩定現 象[13]。
圖1-11 均勻混合水溶液之陽離子表面活性劑和有機鹽，會產生一個指狀化 的高彈性蟲狀膠束液不穩定現象[14]。
圖1-12 在旋轉的 Hele-Shaw Cell 中，由於注入可互溶液體所導致薄液滴層 塗佈向外擴展[15]。
圖 1-13 徑向磁場作用時界面的穩定性以及指狀化結構的增長反應，並預測 磁性液滴在旋轉Hele-Shaw Cell 受到徑向磁場的作用所發生的情況[4]。
圖 1-14 旋轉塗佈的指狀化不穩定與最大半徑現象會受到高旋轉 Bond 數的 影響[16]。