Lorentz force, a força que actua sobre as partículas carregadas em movimento num campo magnético (Figura 1), desempenha um papel crucial em várias aplicações que vão desde dispositivos e motores electrónicos, sensores, imagens a aplicações biomédicas. Tem sido demonstrado que o campo magnético é capaz de imaginar corrente e condutividade que tem muitas aplicações biológicas e médicas, como o mapeamento da atividade elétrica no cérebro e coração, e para detectar tecidos anormais como tumores por alterações nas propriedades elétricas. A força de Lorentz desempenha um papel cada vez maior em novas técnicas de imagem como a imagem magneto-acústica de corrente, imagem de efeito Hall, imagem de força de Lorentz induzida por ultra-som de condutividade, tomografia magneto-acústica com indução magnética, e imagem de força de Lorentz de correntes de ação usando a imagem de ressonância magnética. Nosso grupo está usando o efeito da força de Lorentz para estudar a chama, reações eletroquímicas, materiais moles, assim como a técnica de Schileren. O efeito do campo magnético nas correntes iônicas é um conceito interdisciplinar da eletroquímica, hidrodinâmica e magnetismo. Os resultados são às vezes surpreendentes, e sua elucidação pode levar a insights inesperados sobre processos eletroquímicos fundamentais, bem como novas aplicações práticas. Atualmente, estamos trabalhando no efeito da força de Lorentz sobre as reações de oscilação eletroquímica. Temos demonstrado que a força de Lorentz pode melhorar o transporte de massa nas reações eletroquímicas. Este efeito é chamado efeito magnetohidrodinâmico (MHD) e é causado por forças magnéticas que induzem movimentos convectivos no electrólito.
 |
Figure 1: Esquema do movimento de uma partícula carregada no campo magnético. |
De facto, a força magnética induz um movimento convectivo no electrólito devido à força de Lorentz que é dada por:
F= q(E + v × B)
onde E é o campo eléctrico, B é o campo magnético e v é a velocidade da partícula carregada (q). Quando um íon (partícula carregada) entra no campo magnético, experimenta uma força que é perpendicular à direção da velocidade do objeto e do campo magnético. Esta força provoca uma aceleração centrípeta e consequentemente um movimento circular da partícula no meio, com base nas equações descritas abaixo. Na ausência de um campo elétrico:
Estas equações revelam que uma partícula carregada com velocidade de v perpendicular ao campo magnético se move em uma trajetória circular. O raio deste movimento circular depende inversamente das forças do campo magnético. Isso significa que em regiões com alta força do campo magnético temos movimento rotacional com raio menor, enquanto em regiões com maior força do campo magnético o raio do movimento circular é maior. Na verdade, a componente da velocidade paralela às linhas do campo magnético não é afetada, uma vez que a força magnética é zero para o movimento paralelo ao campo. Isto produz movimento helicoidal (ou seja, movimento em espiral) em vez de um movimento circular (Figura 2). Portanto, a força de Lorentz melhora a transferência de massa nas células eletroquímicas devido ao movimento rotacional e em espiral.
 |
Figure 2: Esquema de um movimento espiral de uma partícula carregada em vez de um movimento circular. |