A primeira bobina inteiramente superconductive do europeu que alcança um campo magnético de 25 Tesla produziu

Hoje, os ímãs usados na ressonância magnética nuclear (NMR) e a ressonância magnética médica (MRI) representam as aplicações comerciais preliminares da supercondutividade. NMR, usado principalmente na indústria química e farmacêutica, reserva descobrir moléculas novas, estudar a estrutura das proteínas ou analisar o índice do alimento. É essencial para a revelação da droga ou o controle da qualidade de compostos químicos.

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Detalhes da bobina superconducting inovativa, concebidos e manufacturados por pesquisadores de UNIGE e de Bruker BioSpin. © L. Windels - UNIGE.

Os instrumentos modernos da medida disponíveis no mercado hoje e manufacturados particularmente por Bruker BioSpin, líder mundial neste campo, podem produzir campo magnèticos de até 23,5 Tesla. Este limite é relacionado às propriedades físicas dos materiais superconducting convencionais usados para gerar o campo magnético.

Contudo, há uma necessidade para uns espectrómetros mais poderosos no campo biomedicável. Certamente, mais forte o campo magnético, melhor a definição de estruturas moleculars.

“O objetivo de nossa colaboração era conseqüentemente alcançar o novo recorda para a intensidade de campo magnético de 25 Tesla com materiais superconducting recentemente disponíveis, que era um desafio científico e tecnologico real. É igualmente um marco miliário importante na introdução de tecnologias cruciais para a revelação de produtos NMR do ultra-alto-campo comercial.”

Carmim Senatore, professor no departamento da física da matéria do quantum na faculdade da ciência em UNIGE.

 

Para criar o campo magnético de 25 Tesla, os pesquisadores combinaram um ímã do laboratório de Bruker produzindo 21 Tesla, já instalado em UNIGE, com uma bobina superconducting inovativa da inserção que aumenta o campo por uns 4 adicionais Tesla; assim no total, um campo bem além dos 23,5 Tesla alcançável com as bobinas superconducting convencionais podia ser gerado. A fim operar-se, a bobina deve ser refrigerada com hélio líquido a uma temperatura de −269°C (4,2 K). O supercondutor escolhido conseguir tal campo é um cerâmico cobre-óxido-baseado, YBCO.

Uma camada grossa do um-micrômetro de supercondutor cobre uma fita de aço fina que seja então esbaforido em um apoio cilíndrico obter a bobina. 140 medidores da fita de 3 milímetros de largura eram necessários para produzir a bobina superconducting da inserção. Na fase de projecto preliminar, muitos tipos de fitas superconducting disponíveis no comércio sistematicamente foram estudados e testaram a fim compreender e controlar suas propriedades elétricas, magnéticas, mecânicas e térmicas.

O desafio consistiu encontrar um condutor com o balanço direito das propriedades: deve levar correntes altas sem dissipação, resistir o processo do enrolamento sem degradação e suportar os esforços mecânicos magnètica gerados. Isto foi realizado.

Além do que o mais de alta resolução realizável, que estimulará certamente a comunidade científica e a rede das instituições que trabalham no pelotão da frente da ciência molecular, o uso de YBCO igualmente simplificará o funcionamento de espectrómetros NMR usando sistemas de refrigeração menos complicados”

Riccardo Tediosi, gerente do grupo de tecnologias Superconducting de Bruker BioSpin.

Esta primeira bobina de 25 Tesla será uma parte central e integrante do laboratório de supercondutividade aplicada em UNIGE. Embora a bobina não seja um produto comercial, o "knowhow" desenvolvido para seus projecto e fabricação representa uma contribuição inestimável para os sistemas NMR comerciais baseados nesta tecnologia. Este projecto demonstra como a rede suíça dos institutos de investigação e os corporaçõs activos neste campo em Suíça podem dominar tais tecnologias.

Em um futuro próximo, este ímã gravado será usado para a pesquisa básica e fundamental quando os cientistas e os coordenadores visarão objetivos ainda mais desafiantes: bobinas todo-superconducting que geram campo magnèticos estáveis e homogêneos além de 30 Tesla.

Source: Bruker BioSpin e universidade de Genebra

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2019, June 24). A primeira bobina inteiramente superconductive do europeu que alcança um campo magnético de 25 Tesla produziu. News-Medical. Retrieved on August 23, 2019 from https://www.news-medical.net/news/20160608/First-European-fully-superconductive-coil-reaching-a-magnetic-field-of-25-Tesla-produced.aspx.

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