新世纪强磁场的应用发展探讨

陈子康

摘 要：现如今，各个国家都在致力于科技与文化的发展。在初中时期，就会接触到一些简单的物理化学生物知识。而物理是与我们日常生活最密切的一个学科之一，物理学家们发现的理论与实际应用，让我们的生活发生了巨大的改变。所以，接下来本文将简单介紹强磁场的一些历史概况，然后重点介绍新世纪强磁场的研究应用。

关键词：强磁场;技术与应用;产业化;新世纪

前言：

在20世纪60年代，超导材料被发现。在20世纪80年代，钕铁硼永磁材料被发现，由于其具有的优良特性，能够让人们在相同的电功率下获得更多，更持续的强磁场。在20世纪下半叶，超导材料与强磁场是电工发展的一个非常重要时期。各国的物理学家对核聚变与磁流体等一些科技计划进行严密的部署，让整体的物理技术得到更好，更长远的发展。从目前来看，世界已经成功研发出在15特斯拉以下的磁场中，其磁场的不同形态。

1 磁场的简要概述

在1998年，日本名古屋运行了如今还具有代表性的超导磁体装置（LHD）。超导强磁场的运行环境，需要液氮的帮忙支助。从其使用的角度来看，这能近一步加强其防漏气功能，能够减少液氮的使用量。在不断的完善改进下，无液氮的超导磁体系统也逐渐投入使用，该系统只需具备小型的制冷工具就能够持续运转，不仅能够扩充其使用范围，还可以不用花费额外的人力物力。

我国在强磁场与超导技术方面也投入很多的精力，获得一个良好稳固的基础，并在研究的过程中，制造出实用的磁体系统，有些还仍在研究，但有些已经投入使用。我国科学院成功研发的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体，能够展示出我国如今的技术水平。此外，由于强磁场的完善成熟，其另外的方面也得到近一步的发展，在市场上也能看到其相关的规模化产品。

具体来说，医院应用强磁场的地方比较多，其医疗用磁成像也成为一个具有规模的行业，我国也有在小批量生产，还研发出范围在0.6-1.0特斯拉内的超导设备。总的来说，超导强磁场已经有不同程度的场强，可以提供给高新技术产业帮助，在此情形下，其逐渐在扩大规模，这也在近一步推进强磁场的有关应用。

2 强磁场在各行业的研究应用探讨

2.1在材料科学方面

一方面，从热固性高分子液晶材料上看，国际有在0到15特斯拉磁场的区间内对其进行各方面的研究。具体来说，其磁响应、取向行为、固化成型以及热效应方面都有一段时间的研究，分析他们在磁场与力学上的关系，从定量分析上看，具有很大的前景。

另一方面，从功能高分子材料上看，国际对于一些防静电、高电导率以及防电磁辐射的高分子材料有着很大的信心，也加大了对其材料的研究力度，并在应用过程中得到不小的推广。在研究的过程中发现，有些材料纤维在强磁场的环境中，其电导率增加了很多，最高可达到铜电导率的百分之十，从这一点来看，这是一个很好的二次电池材料。此外，NdFeB永磁材料在4-5特斯拉的强磁场下，其加压成型过程的效率最强，能够有利提升其性能效果，在国外已经投入生产使用了。

2.2在生物工程与医疗应用方面

第一，在强磁场的影响下，血液的性能会发生一些改变。简单来说就是，研究在强磁场的环境中，血红细胞的作用机制是否发生改变，其流动性是否发生改变，血纤维蛋白的活性变化，以及人或动物新陈代谢的影响是否正常。此外，还会研究人血通过强磁场的作用光吸收的作用如何。

第二，在强磁场的影响下，蛋白质高分子的特性及应用。简单来说，在国际的研究过程中，重点观察了在强磁场的环境下，磷脂中的缩氨酸的取向作用。此外，肌肉细胞蛋白质的磷代谢与神经肽胺酸的结构也是研究观察的一个研究方向。

第三，在强磁场的影响下，人体成像系统的进一步完善发展。具体来说，在4到8特斯拉强磁场的环境中，国际研究者还对血纤维蛋白质的特性进行进一步的实验探索，将其与血管的血栓溶解联系在一起研究。主要的研究内容有，磁场的强度对血纤维蛋白溶解性的影响、对于细胞活性的影响、对心肌保护的影响等。

2.3在工业应用方面

强磁场在工业方面的应用，主要表现在其技术方面。其研究的内容在分离技术与磁悬浮技术的基础之上，进一步扩展到其对石油黏性的影响与脱蜡作用的研究上。此外，对水质的关注性也大大提高，所以还进一步研究了磁场对水质改善的影响。当然，还有一些科学家对燃烧材料的燃脂性能也有进一步的研究，他们还想寻找出如何提高金属材料的韧性与强度。

2.4在农业应用方面

强磁场在农业方面的应用比较使用，主要研究了其对种子萌发与生长长的影响、其种子生长作用机制与强磁场的定量关系、磁场与种子生长的酶活性与代谢关系、以及种子生物酶在磁场中的合成作用与遗传方面的影响。此外，还研究了磁场磁性对植物生长的供应肥料研究。

3 结语

根据上文的论述可以发现，强磁场的应用范围非常广泛，强磁场所研究出的设备与应用已经逐渐地步入人们生活。虽然，目前已经有很多的研究得到证实，但是，磁场与其他事物未知的联系与特性，还未被人们发现。所以，相关研究人员应该对现有的一些设备技术进行创新拓展，以便能够为其规划更大的发展前景。总的来说，在21世纪中的强磁场，会是在众多企业中机具潜力的一个发展行业，也会成为新时代一个具有竞争力的新兴企业。

参考文献：

[1]莫中云.新世纪强磁场应用的发展[J].魅力中国，2009（7）：71-71.

[2]刘万忱，季首华，陈国清，周文龙，黄朝辉，郭建亭.强磁场作用下铸造Al-4%Cu合金时效析出的研究[J].铸造，2006，55（4）：338-340.

[3]石海信.磁场在化学化工中的应用[J].化学教学，2007（11）：53-56.

[4]张高科，陈虹.材料制备及加工中的磁化学研究及应用[J].硅酸盐通报，2002，21（1）：34-37.

[5]张快，李运刚，刘丽敏，丁宁.磁场在金属固态相变中的应用[J].钢铁研究，2010（2）：57-59.

[6]孙雅杰，常云龙.磁控电弧焊接过程及新技术研究进展[J].材料导报，2020，34（21）：21155-21165.

（湖北第二师范学院，湖北 武汉 430205）