陳子康

摘 要：現(xiàn)如今，各個國家都在致力于科技與文化的發(fā)展。在初中時期，就會接觸到一些簡單的物理化學(xué)生物知識。而物理是與我們?nèi)粘Ｉ钭蠲芮械囊粋€學(xué)科之一，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的理論與實際應(yīng)用，讓我們的生活發(fā)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(jì)強磁場的研究應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：強磁場;技術(shù)與應(yīng)用;產(chǎn)業(yè)化;新世紀(jì)

前言：

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

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(dǎo)磁體裝置（LHD）。超導(dǎo)強磁場的運行環(huán)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(jìn)下，無液氮的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)也逐漸投入使用，該系統(tǒng)只需具備小型的制冷工具就能夠持續(xù)運轉(zhuǎn)，不僅能夠擴(kuò)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(dǎo)技術(shù)方面也投入很多的精力，獲得一個良好穩(wěn)固的基礎(chǔ)，并在研究的過程中，制造出實用的磁體系統(tǒng)，有些還仍在研究，但有些已經(jīng)投入使用。我國科學(xué)院成功研發(fā)的磁流體發(fā)電用鞍形二極超導(dǎo)磁體系統(tǒng)和空間反物質(zhì)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(shù)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(fā)展，在市場上也能看到其相關(guān)的規(guī)?；a(chǎn)品。

具體來說，醫(yī)院應(yīng)用強磁場的地方比較多，其醫(yī)療用磁成像也成為一個具有規(guī)模的行業(yè)，我國也有在小批量生產(chǎn)，還研發(fā)出范圍在0.6-1.0特斯拉內(nèi)的超導(dǎo)設(shè)備?？偟膩碚f，超導(dǎo)強磁場已經(jīng)有不同程度的場強，可以提供給高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)幫助，在此情形下，其逐漸在擴(kuò)大規(guī)模，這也在近一步推進(jìn)強磁場的有關(guān)應(yīng)用。

2 強磁場在各行業(yè)的研究應(yīng)用探討

2.1在材料科學(xué)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(qū)間內(nèi)對其進(jìn)行各方面的研究。具體來說，其磁響應(yīng)、取向行為、固化成型以及熱效應(yīng)方面都有一段時間的研究，分析他們在磁場與力學(xué)上的關(guān)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(dǎo)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(yīng)用過程中得到不小的推廣。在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，有些材料纖維在強磁場的環(huán)境中，其電導(dǎo)率增加了很多，最高可達(dá)到銅電導(dǎo)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(jīng)投入生產(chǎn)使用了。

2.2在生物工程與醫(yī)療應(yīng)用方面

第一，在強磁場的影響下，血液的性能會發(fā)生一些改變。簡單來說就是，研究在強磁場的環(huán)境中，血紅細(xì)胞的作用機(jī)制是否發(fā)生改變，其流動性是否發(fā)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(zhì)高分子的特性及應(yīng)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(huán)境下，磷脂中的縮氨酸的取向作用。此外，肌肉細(xì)胞蛋白質(zhì)的磷代謝與神經(jīng)肽胺酸的結(jié)構(gòu)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(tǒng)的進(jìn)一步完善發(fā)展。具體來說，在4到8特斯拉強磁場的環(huán)境中，國際研究者還對血纖維蛋白質(zhì)的特性進(jìn)行進(jìn)一步的實驗探索，將其與血管的血栓溶解聯(lián)系在一起研究。主要的研究內(nèi)容有，磁場的強度對血纖維蛋白溶解性的影響、對于細(xì)胞活性的影響、對心肌保護(hù)的影響等。

2.3在工業(yè)應(yīng)用方面

強磁場在工業(yè)方面的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在其技術(shù)方面。其研究的內(nèi)容在分離技術(shù)與磁懸浮技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步擴(kuò)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(zhì)的關(guān)注性也大大提高，所以還進(jìn)一步研究了磁場對水質(zhì)改善的影響。當(dāng)然，還有一些科學(xué)家對燃燒材料的燃脂性能也有進(jìn)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(nóng)業(yè)應(yīng)用方面

強磁場在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用比較使用，主要研究了其對種子萌發(fā)與生長長的影響、其種子生長作用機(jī)制與強磁場的定量關(guān)系、磁場與種子生長的酶活性與代謝關(guān)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(yīng)肥料研究。

3 結(jié)語

根據(jù)上文的論述可以發(fā)現(xiàn)，強磁場的應(yīng)用范圍非常廣泛，強磁場所研究出的設(shè)備與應(yīng)用已經(jīng)逐漸地步入人們生活。雖然，目前已經(jīng)有很多的研究得到證實，但是，磁場與其他事物未知的聯(lián)系與特性，還未被人們發(fā)現(xiàn)。所以，相關(guān)研究人員應(yīng)該對現(xiàn)有的一些設(shè)備技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新拓展，以便能夠為其規(guī)劃更大的發(fā)展前景?？偟膩碚f，在21世紀(jì)中的強磁場，會是在眾多企業(yè)中機(jī)具潛力的一個發(fā)展行業(yè)，也會成為新時代一個具有競爭力的新興企業(yè)。

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（湖北第二師范學(xué)院，湖北 武漢 430205）