Mokslininkai sukūrė delne telpantį magnetą, kuris beveik prilygsta galingiausiems pasaulio magnetams ()
Vos kelių milimetrų dydžio superlaidus magnetas gali generuoti iki 42 teslų magnetinį lauką – technologiją, kuri ateityje gali atpiginti pažangius chemijos, medicinos ir medžiagų tyrimus.
© Ciuricho federalinis technologijos institutas (ETH Zurich)
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pirmą kartą rankoje telpantis magnetas gali prilygti kai kurių galingiausių pasaulio magnetų jėgai.
Stiprūs magnetai atlieka daug funkcijų moksle ir technologijose, jų naudojimo sritys apima viską nuo MRT vaizdavimo iki dalelių greitintuvų ir branduolinės sintezės tyrimų. Galingiausi iš jų pagaminti iš superlaidininkų – medžiagų, kurios praleidžia elektrą be varžos.
Tačiau stiprius magnetinius laukus generuojantys superlaidūs magnetai dažnai būna dideli: mažesnieji dydžiu prilygsta „Žvaigždžių karų“ roboto R2D2, o didžiausi – dviejų aukštų pastatą, sako Alexander Barnes iš ETH Ciuriche, Šveicarijoje.
Jis su kolegomis sukūrė superlaidų magnetą, kuris stiprumu gali konkuruoti su dideliais magnetais, tačiau jo skersmuo yra vos 3,1 milimetro. Tyrėjai pagamino jį, susukdami ploną juostelę iš keraminės medžiagos, vadinamos REBCO, kuri, atšaldyta iki itin žemų temperatūrų tampa superlaidi. Šios ritės sukuria magnetinius laukus, kai per jas teka elektros srovė.
|
Komanda įsigijo REBCO juostelę iš komercinės įmonės, tada ėmėsi ieškoti geriausio magneto dizaino, o tai reiškė, kad teko pagaminti ir išbandyti daugiau nei 150 variantų, pažymi Barnesas. „Mūsų strategija buvo „suklysti dažnai ir suklysti greitai“.“ Galiausiai jie atrinko konstrukciją, kurią sudaro dvi arba keturios plokščios REBCO ritės, galinčios sukurti atitinkamai 38 ir 42 teslų stiprumo magnetinius laukus. Palyginimui, šaldytuvo magneto lauko stiprumas paprastai yra mažesnis nei 0,01 teslos. Du magnetai, kurie šiuo metu sukuria stipriausius pasaulyje pastovius magnetinius laukus, pasiekia apie 45 teslas, sveria daug tonų ir reikalauja iki 30 megavatų galios. Barneso ir jo komandos magnetas yra mažesnis už ranką ir sunaudoja mažiau nei 1 vatą energijos.
Barnesas sako, kad jų galutinis tikslas yra panaudoti šį magnetą branduolinio magnetinio rezonanso (NMR) tyrimams – eksperimentinei technikai, kur naudojant magnetinius laukus nustatoma molekulių struktūrą, pavyzdžiui, vaistų ir pramoninių procesų katalizatorių. Jo nuomone, šią galingą techniką stabdo tai, kad magnetai yra dideli ir brangūs, tačiau mokslininkai tikisi, kad ji taps prieinama daugiau chemikų. Komanda jau pradėjo magneto bandymus NMR įrangoje, tegia Barnes.
„Magnetinių laukų, kurių stipris viršija 40 teslų, sukūrimui tradiciškai reikalinga labai didelė ir brangi įranga, todėl panašaus stiprumo laukų pasiekimas tokiame kompaktiškame įrenginyje, naudojant superlaidžias juostas, yra reikšmingas“, – sako Markas Ainslie iš King’s College Londone.
„Tai rodo, kad artimiausioje ateityje itin stipraus lauko magnetai galėtų tapti prieinamesni platesniam laboratorijų ratui.“
Tačiau, kol magnetas galės būti plačiai naudojamas, lieka neatsakytų klausimų – pavyzdžiui, kaip galima padaryti magnetinį lauką vienodą ir kaip galima valdyti bei kontroliuoti šių ričių elektromagnetines savybes, pastebi jis.
Žurnalo nuoroda:
Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.adz5826
Karmela Padavic-Callaghan
www.newscientist.com
