中國造出“地球磁場70萬倍”的超級磁體，哪些行業(yè)將迎巨變？

一項核心指標(biāo)的突破，不僅意味著數(shù)字上的刷新，更代表著中國在極端條件科學(xué)裝置上擁有了定義未來的能力。

近日，中國科學(xué)院傳出一則重磅消息：我國科研團隊成功研制出中心磁場強度高達(dá)35.6特斯拉的全超導(dǎo)用戶磁體。

這個數(shù)字是什么概念？它相當(dāng)于地球磁場的70多萬倍，并一舉成為全球唯一能提供30特斯拉以上磁場的全超導(dǎo)用戶實驗磁體。

消息傳出后，資本市場已有反應(yīng)。截至1月27日收盤，永鼎股份股價上漲超過2%，西部超導(dǎo)上漲1.92%。但相比資本市場的微妙變化，這項技術(shù)突破對我國科學(xué)研究和先進(jìn)制造業(yè)的潛在影響，要深遠(yuǎn)得多。

01 突破極限：從0到35.6特斯拉的艱難攀登

強磁場是現(xiàn)代科學(xué)研究不可或缺的極端條件之一。在材料科學(xué)、物理、化學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域，許多物質(zhì)的特性和現(xiàn)象只有在強磁場中才能被觀測和研究。

全超導(dǎo)磁體正是產(chǎn)生這種強磁場的關(guān)鍵裝置。不同于傳統(tǒng)電阻磁體，全超導(dǎo)磁體利用超導(dǎo)材料在極低溫下的零電阻特性，可以以極低的能耗產(chǎn)生極高的磁場。

但這種技術(shù)有一個難以突破的瓶頸：磁場強度越高，磁體設(shè)計和制造的難度就呈指數(shù)級增加。

世界上多個先進(jìn)實驗室長期在這一領(lǐng)域展開競爭。此前，國際上能夠穩(wěn)定提供給外部科研團隊使用的全超導(dǎo)磁體，磁場強度大多在30特斯拉以下。

中國科學(xué)院電工研究所和物理研究所的團隊，通過聯(lián)合攻關(guān)，在磁體設(shè)計與建造方面取得關(guān)鍵核心技術(shù)突破，同時攻克了極端條件下的精密測量與系統(tǒng)集成難題。

02 技術(shù)突圍：35毫米孔徑背后的實用化突破

這次突破不僅是磁場強度的刷新，還有一個常被忽視但至關(guān)重要的參數(shù)——可用孔徑達(dá)到35毫米。

專業(yè)領(lǐng)域外的人可能不理解這個數(shù)字的意義。在超導(dǎo)磁體技術(shù)中，磁場強度和孔徑大小往往是一對矛盾。過去，要達(dá)到30特斯拉以上的磁場強度，磁體的可用孔徑通常會被壓縮到15至20毫米。

35毫米的孔徑意味著什么？ 它使得這種極端強磁場條件真正具備了廣泛的科研實用性。

核磁共振、材料比熱測量、量子輸運研究等大部分實驗，都需要一定的樣品空間和探測設(shè)備插入空間。35毫米的孔徑足以容納多種實驗探頭和樣品，使得這一裝置不再只是實驗室的“擺設(shè)”，而成為真正可供多學(xué)科使用的科研基礎(chǔ)設(shè)施。

中國科學(xué)院物理研究所研究員雒建林指出，全超導(dǎo)磁體因零電阻特性，運行成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電阻磁體。

這意味著，我國科研團隊不僅實現(xiàn)了技術(shù)指標(biāo)的突破，更在實用性和經(jīng)濟性上取得了重要進(jìn)展。

03 從實驗室到生產(chǎn)線：先進(jìn)制造業(yè)將迎來的連鎖反應(yīng)

作為用戶磁體，這一裝置將向外部科研團隊開放共享。但它對產(chǎn)業(yè)的潛在影響，遠(yuǎn)不止于為學(xué)術(shù)界提供極端實驗條件。

在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域，超導(dǎo)技術(shù)已成為高端裝備制造的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。例如，在半導(dǎo)體制造中，超導(dǎo)磁體可用于產(chǎn)生均勻強磁場，提高單晶硅等材料的純度；在航空航天領(lǐng)域，超導(dǎo)磁體可用于磁懸浮軸承，顯著降低摩擦損耗。

更值得關(guān)注的是，這項技術(shù)突破可能帶來的連鎖創(chuàng)新效應(yīng)。新材料研發(fā)往往需要極端條件的“壓力測試”，而35.6特斯拉的強磁場正是這樣的極端條件之一。

可以預(yù)見，這一裝置將為我國在新材料、新能源等領(lǐng)域的原始創(chuàng)新提供前所未有的實驗平臺。

04 明確應(yīng)用：三大領(lǐng)域即將受益

從現(xiàn)實角度看，這項技術(shù)突破將在以下領(lǐng)域產(chǎn)生最直接的影響：

醫(yī)療設(shè)備升級。超導(dǎo)磁共振成像（MRI）是超導(dǎo)技術(shù)最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域。更高場強的超導(dǎo)磁體將使醫(yī)學(xué)影像分辨率大幅提升，為早期疾病診斷提供更清晰的“眼睛”。目前，1.5T和3.0T MRI已廣泛應(yīng)用，而更高場強的7.0T MRI正在進(jìn)入臨床研究階段。35.6T技術(shù)的突破，為下一代更高場強醫(yī)療影像設(shè)備奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

能源技術(shù)革新。可控核聚變被認(rèn)為是解決人類能源問題的終極方案之一，而超導(dǎo)磁體是約束高溫等離子體的關(guān)鍵。更高磁場強度的超導(dǎo)磁體，意味著更小體積、更低成本的聚變裝置成為可能。此外，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，采用超導(dǎo)技術(shù)的直驅(qū)風(fēng)機有望大幅提高發(fā)電效率和功率密度。

交通運輸變革。超導(dǎo)磁懸浮列車已在部分國家實現(xiàn)商業(yè)化運營，但其高昂的建設(shè)成本限制了大規(guī)模推廣。更高性能、更低成本的全超導(dǎo)磁體技術(shù)，將為磁懸浮交通的普及提供技術(shù)可能。同時，在電動汽車領(lǐng)域，超導(dǎo)電機有望解決目前電動車面臨的續(xù)航里程和充電時間兩大痛點。

據(jù)中國科學(xué)院介紹，研究團隊下一步將進(jìn)一步提升磁體綜合性能，研制磁場強度更高的全超導(dǎo)用戶磁體。

這次突破的深層次意義，在于中國在基礎(chǔ)科學(xué)裝置領(lǐng)域已經(jīng)從“追趕者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤安⑿姓摺保⒃诓糠謽O端條件設(shè)施上開始引領(lǐng)。

這些極端實驗條件，就像科學(xué)家觀察微觀世界的“超級顯微鏡”，讓我們能夠看到常溫和常壓下無法觀測的物質(zhì)行為和特性。當(dāng)這項技術(shù)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用時，會帶來什么樣的變革？