瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队近日取得突破性进展,成功研发出目前世界上功率最强的微型超导磁体。该磁体尺寸仅如手掌大小,却能产生高达42.3特斯拉的磁场强度,性能已接近占据整个房间、功耗达兆瓦级别的巨型磁体装置。相关成果已发表于《科学进展》杂志。

这一纪录的实现在于关键工程创新。研究人员首次采用完全由稀土钡铜氧化物高温超导带材绕制而成的四线圈结构,并攻克了在仅3.1毫米的极细内径线轴上缠绕脆性超导材料的难题。通过开发特殊工艺,他们确保了带材在小半径弯曲下不发生损伤,并采用无绝缘缠绕与整体焊接技术,最终实现高达每平方毫米2257安培的电流密度。相较而言,医院常用磁共振设备磁场仅为1.5至3特斯拉,而此前全高温超导磁体的最高纪录为26特斯拉。
该成果不仅体现在技术参数的突破上,更具备显著的应用前景。研究团队已在该微型磁体中成功进行核磁共振实验,展示了其用于分子结构分析和量子材料研究的潜力。这意味着以往仅限少数国家级实验室才能开展的高场强核磁共振实验,未来有望在普通大学和研究机构中实现,极大降低了相关科研的门槛与成本。目前,研究团队已为该技术申请专利,并计划进一步提升磁场均匀性与测量强度,持续推动小型化强磁技术的发展。