บาคาร่าเว็บตรง ข้อต่อตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงทำให้แม่เหล็ก NMR ที่มีตัวนำยิ่งยวดทั้งหมด

บาคาร่าเว็บตรง ข้อต่อตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงทำให้แม่เหล็ก NMR ที่มีตัวนำยิ่งยวดทั้งหมด

บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยในญี่ปุ่นได้สร้างแม่เหล็กนิวเคลียร์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์ (NMR) ตัวแรกที่รวมตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงเข้ากับข้อต่อตัวนำยิ่งยวดอย่างแท้จริงระหว่างพวกมัน การกำหนดค่าตัวนำยิ่งยวดทั้งหมดอันล้ำหน้านี้ช่วยให้อุปกรณ์ทำงานที่สนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างสูงในโหมดถาวรที่เรียกว่าโหมดถาวร ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น รถไฟ maglev และการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) 

อุปกรณ์ใหม่นี้อาจทำหน้าที่เป็นก้าวย่างสู่แม่เหล็ก

โหมดถาวรซึ่งทำงานที่สนามแม่เหล็กที่สูงขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อเย็นฮีเลียมเหลว นักวิจัยสร้างแม่เหล็ก NMR ตัวนำยิ่งยวดขึ้นเป็นครั้งแรกในปี 1970 โดยใช้ขดลวดที่ทำจากไนโอเบียม-ไททาเนต (NbTi) และไนโอเบียม-ดีบุก (Nb 3 Sn) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นสารตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำ (LTS) แม่เหล็กประเภทนี้ทำงานในโหมดถาวร ซึ่งหมายความว่าจะให้กระแสต่อเนื่องโดยไม่ต้องจ่ายไฟ DC ภายนอก คุณสมบัติที่มีประโยชน์อีกประการหนึ่งคือสนามแม่เหล็กที่สร้างการสลายตัวอย่างช้าๆ เพียง 0.01 ppm/h (10 -8 / h) ด้วยข้อต่อตัวนำยิ่งยวดระหว่างตัวนำ NbTi และ Nb 3 Sn

แม่เหล็ก NMR ตัวนำยิ่งยวดรุ่นแรกเหล่านี้สามารถผลิตสนามแม่เหล็กได้มากกว่า 11.7 เทสลา ภายในปี 1990 สิ่งนี้ได้เพิ่มขึ้นเป็น 18.8 T เนื่องจากการระบายความร้อนด้วยฮีเลียมซุปเปอร์ฟลูอิดและการปรับปรุงวัสดุ การเพิ่มขึ้นของสนามแม่เหล็กสูงสุดที่ระดับ 23.5 T อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความหนาแน่นกระแสวิกฤตทางวิศวกรรมJ eสำหรับแม่เหล็กที่ใช้ LTS ลดลงอย่างมากเหนือค่านี้

การเปลี่ยนไปใช้ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงในปี 2014 นักวิจัยเอาชนะขีดจำกัดบน 23.5 T สำหรับแม่เหล็ก NMR ความละเอียดสูงด้วยการรวมขดลวดภายนอก LTS กับขดลวดในที่ทำจากตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง (HTSs) ซึ่งคงค่าJ e ไว้สูง แม้ในสนามแม่เหล็กที่สูงขึ้น อุปสรรคเพียงอย่างเดียวคือแม่เหล็กนี้ต้องทำงานในโหมดขับเคลื่อน (นั่นคือ ป้อนอย่างต่อเนื่องโดยแหล่งจ่ายไฟ DC) เนื่องจากไม่มีรอยต่อตัวนำยิ่งยวดที่ดีและใช้งานได้จริงระหว่างตัวนำทำให้ไม่สามารถใช้งานโหมดถาวรได้

ทีมงานที่นำโดยYoshinori Yanagisawa

จากRIKEN Center for Biosystems Dynamics Researchในเมืองโยโกฮาม่า ได้แก้ไขปัญหานี้โดยการสร้างแม่เหล็กที่มีข้อต่อตัวนำยิ่งยวดระหว่างสายไฟที่ทำจาก REBCO ซึ่งเป็น HTS ที่มีสูตรทางเคมี ReBa2 Cu3 O 7−x ( ตัวย่อ Re หมายถึง โลหะหายาก เช่น อิตเทรียม) แม่เหล็กชนิดใหม่นี้เป็นแม่เหล็ก NMR NMR แบบถาวรโหมด 9.39 T LTS/REBCO ตัวแรกที่มีวงจรตัวนำยิ่งยวดอย่างสมบูรณ์ และสามารถทำงานได้ในโหมดถาวรอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสองปี ในช่วงเวลานี้ จะสูญเสียสนามแม่เหล็กเพียง 1 ppm เท่านั้น นักวิจัยยังวัดอัตราการเบี่ยงเบนของสนามแม่เหล็กเพียง 0.03 × 10 -3ppm/h ในปีที่สอง ซึ่งพวกเขากล่าวว่ามีขนาดเล็กกว่าสามเท่าที่จำเป็นสำหรับแม่เหล็ก NMR

ตัวนำยิ่งยวด – จับคู่กับนาโนเทคโนโลยี งานวิจัยที่ได้อธิบายไว้ในSupercond วิทย์. Technol . กำลังดำเนินการเป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศญี่ปุ่นเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับ HTS และการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็ก NMR และสาย DC ตัวนำยิ่งยวดสำหรับระบบรถไฟ หนึ่งในเป้าหมายหลักของโครงการคือการสร้างแม่เหล็ก LTS/HTS NMR ความละเอียดสูง 30.5 T (1.3 GHz) ในโหมดถาวรโดยใช้ข้อต่อตัวนำยิ่งยวดระหว่าง HTS เช่น REBCO และข้อต่อแบบไม่มีตัวนำยิ่งยวดที่มีความต้านทานต่ำระหว่าง HTS และ LTS เช่น NbTi การใช้งานที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งสำหรับแม่เหล็กดังกล่าวคือการวัดปริมาณโปรตีน เช่น อะไมลอยด์ β ซึ่งทราบกันว่าเกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ในสมองของมนุษย์

อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์

Schiffrin และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าการค้นพบของพวกเขาสามารถช่วยในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคหน้าโดยใช้วัสดุอินทรีย์ ทั้งนี้เนื่องจากสหสัมพันธ์ควอนตัมที่ทีมค้นพบสามารถถูกปรับให้ผลิตเฟสแม่เหล็กจำนวนมาก เช่นเดียวกับเฟสอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมดมีคุณสมบัติต่างกัน

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ผิดปกติปรากฏในโลหะคาโงเมะ

นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในAdvanced Functional Materialsกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะหันความสนใจไปที่การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี “เราจะทำเช่นนี้ได้โดยการสังเคราะห์วัสดุอินทรีย์ 2 มิติและโลหะอินทรีย์บนพื้นผิวอื่นที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น ลูกถ้วยไฟฟ้า) ผสมผสานเข้ากับอุปกรณ์และควบคุมปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนและการเปลี่ยนเฟสควอนตัมโดยใช้พารามิเตอร์ภายนอก เช่น สนามไฟฟ้าประยุกต์ ” ชิฟฟรินบอกกับPhysics World

ทีมนักวิจัยในสหรัฐฯ ได้พัฒนาเครื่องช่วยหายใจแบบหวีความถี่ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ซึ่งมีความไวต่อ biomarkers ของโรคมากกว่ารุ่นก่อนหน้าถึงพันเท่า ซึ่งเป็นการปูทางสำหรับการปรับปรุงอย่างมากในการใช้การวิเคราะห์ลมหายใจของมนุษย์แบบไม่รุกรานเพื่อตรวจหาและติดตามโรค .

เครื่องช่วยหายใจแบบใหม่นี้สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ที่JILA มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์และNISTรวมถึงศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ฮาร์วาร์ดและสมิธโซเนียนใช้หวีความถี่กลางอินฟราเรดเพื่อปรับปรุงความไวในการตรวจจับโดยสองลำดับความสำคัญเมื่อเทียบกับระยะใกล้ หวีความถี่ IR ที่ทำในห้องปฏิบัติการเดียวกันในปี 2008 ทีมงานนำเสนอผลการวิจัยในการ ดำเนินการ ของNational Academy of Sciences

ตามที่ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องJutta Toscanoนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Basel (ก่อนหน้านี้คือเพื่อนของ Lindemann ที่ JILA) อธิบายว่าหวีความถี่ใหม่ซึ่งปรับได้ระหว่าง 3 ถึง 5 μmช่วยให้ทีมตรวจสอบพื้นที่ลายนิ้วมือระดับโมเลกุลซึ่งเป็นพื้นฐานและ พบการเปลี่ยนแปลงทางสเปกโตรสโกปีที่รุนแรงยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้ใช้ตรวจสอบสเปกตรัมบรอดแบนด์ได้ทันที โดยไม่ต้องสแกนความถี่เลเซอร์ ซึ่งหมายความว่าสามารถสังเกตโมเลกุลจำนวนมากได้พร้อมๆ กันโดยไม่จำเป็นต้องประนีประนอมกับความละเอียด

“โดยการจับคู่ความถี่ของฟันหวีกับโหมดโพรง – ‘โหมดยืน’ ของโพรง – เราสามารถเพิ่มความยาวของเส้นทางปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในโพรงและแสงเลเซอร์ได้ประมาณ 4000 เทียบเท่ากับเส้นทางที่มีประสิทธิภาพ ยาวไม่กี่กิโลเมตร” ทอสคาโนกล่าว “จากนั้นเราจะตรวจสอบแสงที่รั่วออกจากโพรงโดยส่งไปยังสเปกโตรมิเตอร์ FTIR [Fourier-transform infrared] เพื่อค้นหาว่าฟันหวีซี่ใดถูกดูดกลืนไปและเท่าใด ในทางกลับกัน สิ่งนี้บอกเราว่าโมเลกุลใดที่มีอยู่ในตัวอย่างลมหายใจและความเข้มข้นของพวกมัน” บาคาร่าเว็บตรง