• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    National MagLab ställer in nytt världsrekord med hybridmagnet

    Milstolpsbysten öppnar en dörr till upptäckten, göra de högsta magnetfälten tillgängliga inte bara för fysiker utan, för första gången, till biologer och kemister också. Upphovsman:Florida State University

    Efter ett decennium av planering, designa och bygga, Florida State University-baserade National High Magnetic Field Laboratory har nu den starkaste magneten i världen för kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, en kraftfull teknik som används för att studera molekylära strukturer i proteiner och material.

    Det 33 ton stora tekniska underverket, kallad seriekopplad hybrid (SCH) magnet, slog framgångsrikt rekordet denna vecka under en serie tester utförda av MagLab-ingenjörer och forskare.

    Instrumentet nådde sitt fulla fält på 36 tesla på tisdag eftermiddag. Tesla är en enhet för magnetfältstyrka. Till exempel, en stark kylskåpsmagnet är .01 tesla, och en typisk MRI -maskin är 1,5 till 3 tesla.

    Milstolpen slår öppna en dörr till upptäckt, göra de högsta magnetfälten tillgängliga inte bara för fysiker utan, för första gången, till biologer och kemister också. Det var kulmen på 10 år, mer än 120, 000 persontimmar och 18,7 miljoner dollar från National Science Foundation och delstaten Florida.

    "Denna prestation återspeglar en enorm mängd teknikutveckling, "sade chef för magnetvetenskap och teknik Mark Bird. Bird, som har övervakat 20 unika magnetprojekt på labbet, kallade SCH "en av de mest komplicerade magneterna som någonsin byggts på MagLab, ett bevis på ett fantastiskt team som arbetar med stor beslutsamhet. "

    Det som gör SCH unikt är att det kan skapa ett mycket högt magnetfält som också är av mycket hög kvalitet. För magneter, kvalitet betyder ett fält som förblir konstant över både den tid det tar att köra ett experiment och det utrymme där experimentet äger rum i magneten. Till skillnad från det mesta av fysikforskning som görs inom magneter, NMR kräver fält som är mycket stabila och homogena.

    National MagLabs nya seriekopplade hybrid (SCH) magnet slog framgångsrikt rekordet denna vecka under en serie tester som utförts av ingenjörer och forskare. Upphovsman:Florida State University

    Vid 36 tesla, SCH är mer än 40 procent starkare än den tidigare NMR-magneten med världsrekord (MagLabs Keck-magnet) och mer än 50 procent starkare än NMR-magneten med högsta fält med hög upplösning, ett 23,5 tesla-system i Lyon, Frankrike.

    I NMR, forskare använder magneter och radiovågor för att lokalisera ett specifikt element (vanligen väte) i proteiner och andra prover, vilket hjälper dem att räkna ut de komplexa strukturerna. En kraftfull teknik inom hälsoforskning, forskare använder det, till exempel, att identifiera ett viruss sårbarhet för droger.

    Befintliga NMR -magneter är begränsade till att bara hitta en handfull element, särskilt väte, kol och kväve. SCH:s 36-tesla-fält kan revolutionera NMR eftersom det väsentligt ökar instrumentets känslighet, utöka menyn med element som forskare kan se.

    "Det kommer att bli en verklig ökning av räckvidden för NMR i det periodiska systemet, "sa Tim Cross, som övervakar NMR -forskning vid MagLabs FSU -huvudkontor. "Så vi kommer att kunna titta på många fler element än vi verkligen har kunnat tidigare."

    Zink, koppar, aluminium, nickel och gadolinium - allt av intresse för batteri- och andra materialforskning - kommer nu att observeras med hjälp av SCH. Men för de flesta biologer, det verkliga priset kommer att vara syre.

    "Syre är där så mycket biologisk kemi sker, "Cross sa, "och tills SCH, vi har bara inte kunnat titta på det. "

    Den nya magneten kommer också att tillåta forskare att variera fältstyrkan och byta relativt enkelt från att undersöka ett element i ett prov till ett annat, vilket hjälper dem att samla in fler och bättre data.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com