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AI助力科研！科學家制造出世界已知最強鐵基超導磁體
2024年06月12日 10:04:43
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：8355
這一成果不僅展現(xiàn)了人工智能在材料科學領域的巨大潛力，也為超導技術的未來發(fā)展開辟了新的道路。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，科學界迎來了一項重大突破——科學家利用人工智能(AI)技術成功制造出世界上已知的最強鐵基超導磁體。這一成果不僅展現(xiàn)了人工智能在材料科學領域的巨大潛力，也為超導技術的未來發(fā)展開辟了新的道路。
這項研究由英國和日本科學家共同完成，相關論文已發(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。研究成果有望促進新一代磁共振成像(MRI)技術和未來電氣化運輸技術的發(fā)展。
鐵基超導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現(xiàn)電阻的突然下降，即超導現(xiàn)象。超導技術廣泛應用于粒子加速器、磁共振成像(MRI)等領域，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體主要是超導鈮錫合金線這類大線圈。由于磁體需要適應線圈的大小，因而限制了其應用范圍。
超導磁體可在不需要大量電力的情況下提供強而穩(wěn)定的磁場。在最新研究中，科學家借助機器學習技術，研制出一種廉價而強大的鐵基超導磁體，這為降低該技術成本并擴大其應用范圍奠定了基礎。
英國倫敦國王學院研究人員表示，他們使用BOXVIA機器學習系統(tǒng)，開發(fā)出了一個框架，能更快速地在實驗室中設計出超導磁體。隨后，他們通過改變制造過程中的熱量和時間等與超導磁體性能有關的參數(shù)，對BOXVIA進行了訓練，得出了超導磁體最優(yōu)設計。通常，科學家需要數(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間。另外，新方法開發(fā)出的超導磁體與不使用BOXVIA生產(chǎn)的超導磁體具有不同的結(jié)構(gòu)，前者磁體中的鐵基晶體更大。
據(jù)測試結(jié)果顯示，這種新型鐵基超導磁體在低溫下的超導性能遠超現(xiàn)有材料，同時其機械強度也大幅提高。這意味著它能夠在更廣泛的溫度和壓力條件下保持穩(wěn)定的超導狀態(tài)，為超導技術的應用提供了更大的可能性。研究人員強調(diào)稱，MRI機器上的磁體產(chǎn)生的磁場強度和穩(wěn)定性均需達到一定要求，才能確?；颊叩陌踩?，并提供清晰的圖像。最新超導磁體原型是首個滿足這些要求的鐵基大塊超導體。此外，新型超導磁體也減少了MRI機器對大量超導導線的需求，科學家可以在此基礎上創(chuàng)建更小的MRI，部署在全科醫(yī)生辦公室，從而擴大其使用范圍。
這一成果的取得不僅彰顯了人工智能在材料科學領域的巨大潛力，也為超導技術的未來發(fā)展開辟了新的道路。未來，科學家們將繼續(xù)利用人工智能技術探索更多新型的超導材料，推動超導技術在科研、醫(yī)療、能源等領域的廣泛應用。
隨著人工智能技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，我們有理由相信，未來的科學研究和技術創(chuàng)新將會更加精彩紛呈。
參考來源：科技日報
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