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AI助力科研！科學(xué)家制造出世界已知最強(qiáng)鐵基超導(dǎo)磁體
2024年06月12日 10:04:43
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：8444
這一成果不僅展現(xiàn)了人工智能在材料科學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力，也為超導(dǎo)技術(shù)的未來發(fā)展開辟了新的道路。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，科學(xué)界迎來了一項(xiàng)重大突破——科學(xué)家利用人工智能(AI)技術(shù)成功制造出世界上已知的最強(qiáng)鐵基超導(dǎo)磁體。這一成果不僅展現(xiàn)了人工智能在材料科學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力，也為超導(dǎo)技術(shù)的未來發(fā)展開辟了新的道路。
這項(xiàng)研究由英國和日本科學(xué)家共同完成，相關(guān)論文已發(fā)表于最新一期《亞洲材料》雜志，以及最終產(chǎn)品的出色性能。研究成果有望促進(jìn)新一代磁共振成像(MRI)技術(shù)和未來電氣化運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展。
鐵基超導(dǎo)材料是一種具有特殊電子性質(zhì)的材料，能夠在特定低溫條件下實(shí)現(xiàn)電阻的突然下降，即超導(dǎo)現(xiàn)象。超導(dǎo)技術(shù)廣泛應(yīng)用于粒子加速器、磁共振成像(MRI)等領(lǐng)域，對科研和醫(yī)療診斷具有重要意義。然而，目前此類磁體中使用的超導(dǎo)體主要是超導(dǎo)鈮錫合金線這類大線圈。由于磁體需要適應(yīng)線圈的大小，因而限制了其應(yīng)用范圍。
超導(dǎo)磁體可在不需要大量電力的情況下提供強(qiáng)而穩(wěn)定的磁場。在最新研究中，科學(xué)家借助機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，研制出一種廉價(jià)而強(qiáng)大的鐵基超導(dǎo)磁體，這為降低該技術(shù)成本并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍奠定了基礎(chǔ)。
英國倫敦國王學(xué)院研究人員表示，他們使用BOXVIA機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，開發(fā)出了一個(gè)框架，能更快速地在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)出超導(dǎo)磁體。隨后，他們通過改變制造過程中的熱量和時(shí)間等與超導(dǎo)磁體性能有關(guān)的參數(shù)，對BOXVIA進(jìn)行了訓(xùn)練，得出了超導(dǎo)磁體最優(yōu)設(shè)計(jì)。通常，科學(xué)家需要數(shù)月才能創(chuàng)建出磁體并測試其特性，但新方法大大縮短了時(shí)間。另外，新方法開發(fā)出的超導(dǎo)磁體與不使用BOXVIA生產(chǎn)的超導(dǎo)磁體具有不同的結(jié)構(gòu)，前者磁體中的鐵基晶體更大。
據(jù)測試結(jié)果顯示，這種新型鐵基超導(dǎo)磁體在低溫下的超導(dǎo)性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有材料，同時(shí)其機(jī)械強(qiáng)度也大幅提高。這意味著它能夠在更廣泛的溫度和壓力條件下保持穩(wěn)定的超導(dǎo)狀態(tài)，為超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用提供了更大的可能性。研究人員強(qiáng)調(diào)稱，MRI機(jī)器上的磁體產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度和穩(wěn)定性均需達(dá)到一定要求，才能確保患者的安全，并提供清晰的圖像。最新超導(dǎo)磁體原型是首個(gè)滿足這些要求的鐵基大塊超導(dǎo)體。此外，新型超導(dǎo)磁體也減少了MRI機(jī)器對大量超導(dǎo)導(dǎo)線的需求，科學(xué)家可以在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建更小的MRI，部署在全科醫(yī)生辦公室，從而擴(kuò)大其使用范圍。
這一成果的取得不僅彰顯了人工智能在材料科學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力，也為超導(dǎo)技術(shù)的未來發(fā)展開辟了新的道路。未來，科學(xué)家們將繼續(xù)利用人工智能技術(shù)探索更多新型的超導(dǎo)材料，推動(dòng)超導(dǎo)技術(shù)在科研、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，我們有理由相信，未來的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新將會(huì)更加精彩紛呈。
參考來源：科技日報(bào)
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