Para ilmuwan di ETH Zurich telah mengembangkan magnet superkonduktor seukuran telapak tangan yang menghasilkan medan magnet hingga 42 Tesla, setara dengan kekuatan raksasa laboratorium besar. Terobosan ini menggunakan bahan komersial yang tersedia dan membutuhkan daya minimal, berpotensi membuat teknologi magnet canggih lebih mudah diakses. Inovasi ini bertujuan untuk meningkatkan teknik resonansi magnetik nuklir untuk analisis molekul.
Magnet kuat sangat penting di bidang seperti pencitraan MRI, akselerator partikel, dan fusi nuklir, tetapi yang paling kuat, dibuat dari superkonduktor, biasanya sangat besar dan boros energi. Alexander Barnes dan timnya di ETH Zurich di Swiss telah mengubah itu dengan menciptakan magnet superkonduktor kompak yang berdiameter hanya 3,1 milimeter. nnPerangkat ini dibangun dengan melilitkan pita tipis dari bahan keramik yang disebut REBCO, yang bersuperkonduksi pada suhu sangat rendah. Ketika arus listrik melewati kumparan ini, mereka menghasilkan medan magnet kuat. Para peneliti membeli pita REBCO dari pemasok komersial dan mengiterasi lebih dari 150 desain. Seperti yang dijelaskan Barnes, “Strategi kami adalah mengembangkan dan merangkul pendekatan ‘gagal sering dan gagal cepat’.”nnDesain akhir mereka menampilkan dua atau empat kumparan berbentuk pancake, mencapai kekuatan medan 38 Tesla dengan dua kumparan dan 42 Tesla dengan empat. Untuk konteks, magnet kulkas biasa menghasilkan kurang dari 0,01 Tesla, sementara magnet medan tetap terkuat di dunia mencapai sekitar 45 Tesla tetapi berbobot banyak ton dan mengonsumsi hingga 30 megawatt daya. Sebaliknya, magnet baru ini lebih kecil dari tangan dan menggunakan kurang dari 1 watt.nnTujuan tim adalah menerapkan magnet ini pada resonansi magnetik nuklir (NMR), teknik untuk menentukan struktur molekul dalam obat-obatan dan katalis industri. Saat ini, NMR dibatasi oleh ukuran dan biaya magnet yang diperlukan, tetapi versi kompak ini dapat memperluas akses bagi ahli kimia. Para peneliti telah mulai mengujinya dalam pengaturan NMR.nnMark Ainslie di King’s College London memuji pencapaian ini: “Menghasilkan medan magnet di atas 40 Tesla secara tradisional membutuhkan fasilitas sangat besar dan mahal, sehingga mencapai kekuatan medan serupa dalam perangkat kompak seperti ini menggunakan pita superkonduktor sangat signifikan.” Ia menambahkan, “Ini menunjukkan bahwa magnet medan sangat tinggi bisa menjadi lebih mudah diakses oleh berbagai laboratorium dalam waktu dekat.” Namun, tantangan tetap ada, termasuk memastikan keseragaman medan dan mengendalikan perilaku elektromagnetik kumparan.nnPekerjaan ini dirinci dalam Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.adz5826).
