Científicos de la ETH Zurich han desarrollado un imán superconductor del tamaño de la palma de la mano que genera campos magnéticos de hasta 42 teslas, equiparándose en potencia a los gigantescos monstruos de laboratorio. Este avance utiliza materiales disponibles comercialmente y requiere una potencia mínima, lo que podría hacer más accesibles las tecnologías magnéticas avanzadas. La innovación busca mejorar las técnicas de resonancia magnética nuclear para el análisis molecular.
Los imanes potentes son esenciales en campos como la imagen por resonancia magnética, los aceleradores de partículas y la fusión nuclear, pero los más poderosos, fabricados con superconductores, son típicamente enormes y consumen mucha energía. Alexander Barnes y su equipo en la ETH Zurich, en Suiza, han cambiado eso al crear un imán superconductor compacto de solo 3,1 milímetros de diámetro. El dispositivo se construye enrollando cinta fina de un material cerámico llamado REBCO, que supercoduce a temperaturas extremadamente bajas. Cuando las corrientes eléctricas pasan por estas bobinas, generan campos magnéticos intensos. Los investigadores compraron la cinta REBCO a un proveedor comercial e iteraron más de 150 diseños. Como explicó Barnes: «Nuestra estrategia fue desarrollar y abrazar un enfoque de “fallar a menudo y fallar rápido”». Su diseño final incorpora dos o cuatro bobinas en forma de tortita, alcanzando intensidades de campo de 38 teslas con dos bobinas y 42 teslas con cuatro. Para contextualizar, un imán típico de nevera produce menos de 0,01 tesla, mientras que los imanes de campo continuo más potentes del mundo alcanzan unos 45 teslas pero pesan muchas toneladas y consumen hasta 30 megavatios de potencia. En contraste, el nuevo imán es más pequeño que una mano y usa menos de 1 vatio. El objetivo del equipo es aplicar este imán a la resonancia magnética nuclear (RMN), una técnica para determinar estructuras moleculares en fármacos y catalizadores industriales. Actualmente, la RMN está limitada por el tamaño y el coste de los imanes necesarios, pero esta versión compacta podría ampliar el acceso para los químicos. Los investigadores han comenzado a probarlo en un sistema de RMN. Mark Ainslie, del King’s College London, elogió el logro: «Producir campos magnéticos por encima de 40 teslas tradicionalmente requiere instalaciones muy grandes y costosas, por lo que lograr intensidades de campo similares en un dispositivo tan compacto usando cintas superconductoras es significativo». Añadió: «Sugiere que los imanes de campo extremadamente alto podrían volverse más accesibles para un mayor número de laboratorios en un futuro cercano». Sin embargo, quedan desafíos, como asegurar la uniformidad del campo y controlar el comportamiento electromagnético de las bobinas. El trabajo se detalla en Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.adz5826).
