新世紀強磁場的應用發展探討

陳子康

摘 要：現如今，各個國家都在致力于科技與文化的發展。在初中時期，就會接觸到一些簡單的物理化學生物知識。而物理是與我們日常生活最密切的一個學科之一，物理學家們發現的理論與實際應用，讓我們的生活發生了巨大的改變。所以，接下來本文將簡單介紹強磁場的一些歷史概況，然后重點介紹新世紀強磁場的研究應用。

關鍵詞：強磁場;技術與應用;產業化;新世紀

前言：

在20世紀60年代，超導材料被發現。在20世紀80年代，釹鐵硼永磁材料被發現，由于其具有的優良特性，能夠讓人們在相同的電功率下獲得更多，更持續的強磁場。在20世紀下半葉，超導材料與強磁場是電工發展的一個非常重要時期。各國的物理學家對核聚變與磁流體等一些科技計劃進行嚴密的部署，讓整體的物理技術得到更好，更長遠的發展。從目前來看，世界已經成功研發出在15特斯拉以下的磁場中，其磁場的不同形態。

1 磁場的簡要概述

在1998年，日本名古屋運行了如今還具有代表性的超導磁體裝置（LHD）。超導強磁場的運行環境，需要液氮的幫忙支助。從其使用的角度來看，這能近一步加強其防漏氣功能，能夠減少液氮的使用量。在不斷的完善改進下，無液氮的超導磁體系統也逐漸投入使用，該系統只需具備小型的制冷工具就能夠持續運轉，不僅能夠擴充其使用范圍，還可以不用花費額外的人力物力。

我國在強磁場與超導技術方面也投入很多的精力，獲得一個良好穩固的基礎，并在研究的過程中，制造出實用的磁體系統，有些還仍在研究，但有些已經投入使用。我國科學院成功研發的磁流體發電用鞍形二極超導磁體系統和空間反物質探測譜儀用大型釹鐵硼永久磁體，能夠展示出我國如今的技術水平。此外，由于強磁場的完善成熟，其另外的方面也得到近一步的發展，在市場上也能看到其相關的規?；a品。

具體來說，醫院應用強磁場的地方比較多，其醫療用磁成像也成為一個具有規模的行業，我國也有在小批量生產，還研發出范圍在0.6-1.0特斯拉內的超導設備?？偟膩碚f，超導強磁場已經有不同程度的場強，可以提供給高新技術產業幫助，在此情形下，其逐漸在擴大規模，這也在近一步推進強磁場的有關應用。

2 強磁場在各行業的研究應用探討

2.1在材料科學方面

一方面，從熱固性高分子液晶材料上看，國際有在0到15特斯拉磁場的區間內對其進行各方面的研究。具體來說，其磁響應、取向行為、固化成型以及熱效應方面都有一段時間的研究，分析他們在磁場與力學上的關系，從定量分析上看，具有很大的前景。

另一方面，從功能高分子材料上看，國際對于一些防靜電、高電導率以及防電磁輻射的高分子材料有著很大的信心，也加大了對其材料的研究力度，并在應用過程中得到不小的推廣。在研究的過程中發現，有些材料纖維在強磁場的環境中，其電導率增加了很多，最高可達到銅電導率的百分之十，從這一點來看，這是一個很好的二次電池材料。此外，NdFeB永磁材料在4-5特斯拉的強磁場下，其加壓成型過程的效率最強，能夠有利提升其性能效果，在國外已經投入生產使用了。

2.2在生物工程與醫療應用方面

第一，在強磁場的影響下，血液的性能會發生一些改變。簡單來說就是，研究在強磁場的環境中，血紅細胞的作用機制是否發生改變，其流動性是否發生改變，血纖維蛋白的活性變化，以及人或動物新陳代謝的影響是否正常。此外，還會研究人血通過強磁場的作用光吸收的作用如何。

第二，在強磁場的影響下，蛋白質高分子的特性及應用。簡單來說，在國際的研究過程中，重點觀察了在強磁場的環境下，磷脂中的縮氨酸的取向作用。此外，肌肉細胞蛋白質的磷代謝與神經肽胺酸的結構也是研究觀察的一個研究方向。

第三，在強磁場的影響下，人體成像系統的進一步完善發展。具體來說，在4到8特斯拉強磁場的環境中，國際研究者還對血纖維蛋白質的特性進行進一步的實驗探索，將其與血管的血栓溶解聯系在一起研究。主要的研究內容有，磁場的強度對血纖維蛋白溶解性的影響、對于細胞活性的影響、對心肌保護的影響等。

2.3在工業應用方面

強磁場在工業方面的應用，主要表現在其技術方面。其研究的內容在分離技術與磁懸浮技術的基礎之上，進一步擴展到其對石油黏性的影響與脫蠟作用的研究上。此外，對水質的關注性也大大提高，所以還進一步研究了磁場對水質改善的影響。當然，還有一些科學家對燃燒材料的燃脂性能也有進一步的研究，他們還想尋找出如何提高金屬材料的韌性與強度。

2.4在農業應用方面

強磁場在農業方面的應用比較使用，主要研究了其對種子萌發與生長長的影響、其種子生長作用機制與強磁場的定量關系、磁場與種子生長的酶活性與代謝關系、以及種子生物酶在磁場中的合成作用與遺傳方面的影響。此外，還研究了磁場磁性對植物生長的供應肥料研究。

3 結語

根據上文的論述可以發現，強磁場的應用范圍非常廣泛，強磁場所研究出的設備與應用已經逐漸地步入人們生活。雖然，目前已經有很多的研究得到證實，但是，磁場與其他事物未知的聯系與特性，還未被人們發現。所以，相關研究人員應該對現有的一些設備技術進行創新拓展，以便能夠為其規劃更大的發展前景?？偟膩碚f，在21世紀中的強磁場，會是在眾多企業中機具潛力的一個發展行業，也會成為新時代一個具有競爭力的新興企業。

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（湖北第二師范學院，湖北 武漢 430205）