Des scientifiques de l'ETH Zurich ont développé un aimant supraconducteur de la taille de la paume produisant des champs magnétiques allant jusqu’à 42 teslas, égalant la puissance de gigantesques mastodontes de laboratoire. Cette percée utilise des matériaux disponibles commercialement et nécessite une puissance minimale, rendant potentiellement plus accessibles les technologies magnétiques avancées. L’innovation vise à améliorer les techniques de résonance magnétique nucléaire pour l’analyse moléculaire.
Les aimants puissants sont essentiels dans des domaines comme l’imagerie par IRM, les accélérateurs de particules et la fusion nucléaire, mais les plus puissants, fabriqués à partir de supraconducteurs, sont généralement énormes et gourmands en énergie. Alexander Barnes et son équipe à l’ETH Zurich en Suisse ont changé cela en créant un aimant supraconducteur compact d’un diamètre de seulement 3,1 millimètres »n »nLe dispositif est construit en enroulant une fine bande d’un matériau céramique appelé REBCO, qui devient supraconducteur à des températures extrêmement basses. Lorsque des courants électriques traversent ces bobines, elles génèrent des champs magnétiques puissants. Les chercheurs ont acheté la bande REBCO auprès d’un fournisseur commercial et ont itéré à travers plus de 150 conceptions. Comme l’a expliqué Barnes : « Notre stratégie était de développer et d’adopter une approche de ‘fail often and fail fast’. »n »nLeur conception finale comporte deux ou quatre bobines en forme de pancakes, atteignant des intensités de champ de 38 teslas avec deux bobines et 42 teslas avec quatre. Pour contextualiser, un aimant de réfrigérateur typique produit moins de 0,01 tesla, tandis que les aimants à champ continu les plus puissants au monde atteignent environ 45 teslas mais pèsent plusieurs tonnes et consomment jusqu’à 30 mégawatts de puissance. En revanche, le nouvel aimant est plus petit qu’une main et utilise moins de 1 watt.n »nL’objectif de l’équipe est d’appliquer cet aimant à la résonance magnétique nucléaire (RMN), une technique pour déterminer les structures moléculaires des médicaments et des catalyseurs industriels. Actuellement, la RMN est limitée par la taille et le coût des aimants requis, mais cette version compacte pourrait élargir l’accès pour les chimistes. Les chercheurs ont commencé à le tester dans une installation RMN.n »nMark Ainslie au King’s College London a salué cette réalisation : « Produire des champs magnétiques supérieurs à 40 teslas nécessite traditionnellement des installations très grandes et coûteuses, obtenir donc des intensités de champ similaires dans un dispositif aussi compact utilisant des bandes supraconductrices est important. » Il a ajouté : « Cela suggère que les aimants à très haut champ pourraient devenir plus accessibles à un plus grand nombre de laboratoires dans un avenir proche. » Cependant, des défis persistent, notamment assurer l’uniformité du champ et contrôler le comportement électromagnétique des bobines.n »nLe travail est détaillé dans Science Advances (DOI : 10.1126/sciadv.adz5826).
