2017年12月8日，牛津儀器公司熱烈祝賀國家強磁場實驗室（NHMFL）的合作伙伴成功示范了32特斯拉超導磁體的使用。對于高磁場的研究是高磁場領域的里程碑，對研究新材料科學具有重大意義。它增強了我們對超導體和納米材料的理解和認識，帶領我們探索新的納米器件和應用。

33T的超導系統由兩個主要部分組成，外插部分是通過牛津儀器納米科學公司（OINS）在4.2開爾文下使用先進的低溫超導體（LTS）材料開發的直徑250毫米的孔磁體來提供15T的磁通量。 內嵌部分是NHMFL的同事們使用超級電力公司制造的先進高溫超導體（HTS）材料開發出的直徑34毫米冷膛來提供17T的磁通量。兩個部分都由NHMFL團隊在低溫系統中整合，再由OINS開發的。

在設計和制造這種高端超導磁體時，要克服三個挑戰:磁線圈內部的應力，磁體內存儲的高能量的管理以及LTS和HTS線圈的集成。為了管理極大的線圈應力，OINS將廣建模與新型制造技術相結合，以生產可靠的高磁場LTS線圈以滿足需求。

全磁場中所儲存的能量是巨大的，大約10MJ （兆焦耳）。 如果磁體“淬火” ，它就會迅速失去超導性，那么所儲存的能量就會在幾秒鐘內就可以安全地消散。新的淬火能量管理系統被開發出來，來管理LTS外插部分的32T磁體的高能量，并在全面集成磁體系統之前進行了廣泛的測試。

牛津儀器納米科學的合作經理——ZiadMelhem博士說：“我們很高興在超導體技術方面取得里程碑式的成就。 這是在過去五年中與NHMFL的同事和合作伙伴在產品設計和開發的各個階段密切合作的直接結果。 這為使用LTS和HTS材料研究超導創造了新的紀錄。 新的磁體系統將有助于加速材料研究，并使納米材料和器件獲得新的創新和發現。”

新磁體代表了磁體設計和超導材料的一個里程碑。一個世紀前荷蘭物理學家，諾貝爾獎得主H Onnes教授發現了這一現象，并于1960年牛津儀器公司生產了第一個商用超導磁體，緊接著 OI于1970年開發了商用磁共振成像（MRI）系統并首次用于醫療應用。

項目發起人——HuubWeijers博士說：“在這個項目中，我們探索了磁性科學的新領域，并首次達到滿足所有規格要求的全磁體。 這只有在你有一個經過深思熟慮后的概念時才有可能，Denis Markiewicz就是在這種情況下將概念進一步完善起來的。一個偉大的團隊可以處理項目所需要的各種任務，并解決隨之而來的每一個問題。 我們的行業合作伙伴一直是團隊中不可分割的一部分，而且我們都致力于提供優秀的產品，即使事先未必確定所有的事情都能夠做到。 我認為我們對結果以及我們能夠實現它們的合作方式感到滿意。”    

超導體是一種先進的材料，導電體不會產生熱損失。不像銅，電子摩擦會導致熱量損失，需要大量的電力并冷卻到高磁場。到目前為止，所有的超導體都是由LTS材料制成，將磁通量限制在24T。 但是在1986年，科學家發現了第一種高溫超導材料可以在高于24T的高磁場下運行。當HTS被首次發現時，它在科學界引起了巨大的轟動并獲了獎。

牛津儀器納米科學的商務總監Michael Cuthbert博士說：“這種磁體的完成證實了牛津儀器公司開發最先進的高磁場超導體系統的世界級能力。我們在開發和制造獨特的超導磁鐵產品方面的良好記錄，是我們的承諾，使我們的客戶能夠突破他們的研究范圍，并促進在緊湊的實驗室規模環境下實現高磁場的國家設施級性能。”

NHMFL主任——Greg Boebinger博士說：“我們非常重視與牛津儀器納米科學的合作關系，我們共同慶祝這種將HTS和LTS線圈與新型淬火保護技術整合在一起的新范例。它創造一個革命性的32T磁體，并廣泛適用于科學實驗。 這的確是激動人心的時刻。”

與低溫結合的高磁場是研究，修改和控制物質新狀態的關鍵性輔助手段。物理和生命科學研究界需要高磁場來探索納米科學，納米技術，生物科學和材料的新領域。超導體提供高磁場，無需巨大的功耗且對常導磁體的大型基礎設施沒有太大的要求。32T緊湊磁體將使先進材料的新發現和創新成為可能，對于納米級材料，將進行快速研究和開拓性研究。

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責任編輯：殷鵬飛

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