Electrical conductivity in kerosene-based ferrofluid under DC potential

B B. M. Oliveira (Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,) F F. Batalioto (Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,) M M. Chand (Laboratório de Fluidos Complexos, Instituto de Física, Universidade de Brasília 2 , Brasília, DF 7919-970,) A A. F. C. Campos (Laboratório de Nanociência Ambiental e Aplicada—LNAA, Faculdade UnB Planaltina, Universidade de Brasília 3 , Brasília, DF 73300-000,) G G. Barbero (Dipartimento di Scienza Applicata del Politecnico di Torino 6 , Corso Duca degli Abruzzi 24, Torino 10129,) A A. M. Figueiredo Neto (Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,)

Abstract

This study investigates the direct current behavior of a kerosene-based ferrofluid. Experimental data reveal linear current–voltage (I–V) characteristics, measured using slab-shaped cells with platinum electrodes. A polarization voltage of a few millivolts is observed, which is attributed to electric polarization effects. This phenomenon is interpreted through a model based on adsorption processes. The I–V characteristics are explained by the dissociation of surface ligands on the nanoparticles, generating ionic charges responsible for conduction. The dissociation process follows a chemical equilibrium described as A⇌B++C−, governed by dissociation and recombination coefficients consistent with standard kinetic models.

Article Details

Volume / Issue Vol. 137, Issue 13
Published April 07, 2025
ISSN 0021-8979
Publisher American Institute of Physics

Journal Info

Journal of Applied Physics

American Institute of Physics

ISSN: 0021-8979 Physical Sciences

Authors (6)

B

B. M. Oliveira

Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,

F

F. Batalioto

Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,

M

M. Chand

Laboratório de Fluidos Complexos, Instituto de Física, Universidade de Brasília 2 , Brasília, DF 7919-970,

A

A. F. C. Campos

Laboratório de Nanociência Ambiental e Aplicada—LNAA, Faculdade UnB Planaltina, Universidade de Brasília 3 , Brasília, DF 73300-000,

G

G. Barbero

Dipartimento di Scienza Applicata del Politecnico di Torino 6 , Corso Duca degli Abruzzi 24, Torino 10129,

A

A. M. Figueiredo Neto

Instituto de Física, Universidade de São Paulo 1 , Rua do Matão, 1371, 05508-090 São Paulo, SP,