• 181-183 Nguyễn Sĩ Sách, Phường 15, Quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh

Nam châm siêu dẫn mạnh nhất thế giới, kích cỡ tương đương với cuộn giấy vệ sinh

Theo một nghiên cứu mới được đăng tải trên Nature, ta đã có nam châm mạnh nhất thế giới: các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Từ trường Mạnh Quốc gia tại Florida tạo ra nam châm siêu dẫn, sử dụng dòng điện để tạo ra từ trường.
Sức mạnh của từ trường đạt mốc 45,5 tesla, phá vỡ kỷ lục 45 tesla được lập ra trước đó. Ta có thể khẳng định đây là nam châm có sức hút lớn nhất thế giới.

Đây là hình minh họa cho “vật chất siêu dẫn”, chứ không phải nam châm nhé.
Được đặt tên là “little big coil”, cuộn nam châm có từ trường mạnh nhờ dòng điện chạy qua một lõi dây được làm bằng từ REBCO, viết tắt cho đất hiếm bari đồng oxide – rare earth barium copper oxide.
Loại nam châm duy nhất có sức hút mạnh hơn là nam chân xung điện – pulse magnet. Tuy nhiên, trong khi loại nam châm xung điện chỉ tạo ra từ trường mạnh trong một khoảng thời gian rất ngắn, nam châm mới có khả năng duy trì từ trường, miễn là có dòng điện chạy qua lõi dây.
“Một trong những sứ mệnh của chúng tôi là đẩy giới hạn công nghệ ra xa nhất có thể”, nhà nghiên cứu David Larbalestier nói trong một bài phỏng vấn. Mục tiêu và cũng là tâm niệm của nó: tạo ra nam châm càng mạnh càng tốt, và độ ổn định ngày một cao.
Suốt 2 thập kỷ qua, kỷ lục sức mạnh của từ trường là 45 tesla. Lượng năng lượng điện cần thiết để tạo ra được kỷ lục này rất lớn, số lượng phòng thí nghiệm có thể tạo dựng lại nam châm mạnh nhất thế giới chỉ đếm được trên đầu ngón tay. Mỗi khi nghiên cứu cần nam châm mạnh, các nhà khoa học sẽ phải đi tới số ít cơ sở có khả năng. Nam châm siêu dẫn tiêu tốn ít năng lượng khi vận hành, nhưng từ trường chúng tạo ra vốn vẫn yếu hơn nam châm cổ điển.

Đây chính là nam châm siêu dẫn mạnh nhất thế giới.
Nam châm siêu dẫn có nhiều ứng dụng lắm, giả dụ như làm đệm từ trường (cho phép tàu siêu tốc lơ lửng được trên đường ray), cộng hưởng từ trường hạt nhân hay thậm chí, cách đây không lâu, Trung Quốc tuyên bố sở hữu công nghệ tàu ngầm từ trường có khả năng “tàng hình”. Trong buổi phỏng vấn với Motherboard, giáo sư Larbalestier giải thích từ trường có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng, các trường năng lượng lớn có khả năng xác định được cấu trúc của các nguyên tử phức tạp.
Nam châm mới đạt được sức mạnh đáng kể như vậy là nhờ thiết kế mới. Nam châm không được cách ly, tức là nó chuyển từ trạng thái siêu dẫn sang trạng thái thường rất nhanh và an toàn.
“Chúng tôi đã đi ngược lại với tuyến đường hay theo”, Larbalestier nói. “Trong quá khứ, chúng tôi thường cho nam châm có điện trở vào bên trong vật liệu siêu dẫn. Trong nghiên cứu mới, chúng tôi đưa chất siêu dẫn vào trong nam châm điện trở”.
Vật liệu tạo nên nam châm mới cũng khác trước. Theo nghiên cứu, nam châm lập kỷ lục sức mạnh chứa 12 cuộn dây mỏng dẹt hình đĩa (pancake coil) và được cuốn một lớp băng siêu dẫn đồng oxide cực mỏng. Tới khoảng thời gian gần đây, ta mới có công nghệ để chế tạo được lớp phủ mỏng đến vậy, và chính nhờ nó, nam châm mới có thể tạo ra từ trường mạnh tới 60 tesla mà không bị hư hại nhiều.
Hệ thống nam châm mới chưa đủ an toàn để có mặt tại mọi phòng thí nghiệm. Chúng vẫn bị ảnh hưởng đôi chút từ sức mạnh từ trường lên tới 45,5 tesla; vẫn cần theo dõi sát sao việc vận hành nam châm để tránh xảy ra trường hợp không may.
Nhưng có thể tin với đột phá này, giới khoa học sẽ sớm có “đồ chơi mới” để nghiên cứu.
HT (theo khoahoc.tv)

Chi tiết

Nam châm dẻo và sự tái sinh trong nghiên cứu

Nước ta vẫn phải nhập khẩu một lượng lớn nam châm dẻo để phục vụ cho việc dạy học, trong các ngành công nghiệp quảng cáo. Nghiên cứu lĩnh vực nam châm dẻo có thể tái sinh sẽ giúp tiết kiệm lượng lớn kinh phí.

Viện nghiên cứu cơ khí đã tiến hành nghiên cứu xác định được chất kết dính là silicon. Là chất có đầy đủ các tính năng: tỷ lệ kết dính trên 80% bột từ hỗ hợp có độ dẻo cao, có khả năng tái chế mà giá cả lại vô cùng hợp lý.


Qúa trình này còn có bước quan trọng là phối trộn bột từ Ferrit Bari với Silicon. Phối trộn được tỷ lệ 91,5% – 92% trên thực tế phối trộn. Sau đó chuyển sang công đoạn nạp từ. Nạp cường độ từ trường max 400 G hoàn toàn thoả mãn được các điều kiện sản phẩm sử dụng nam châm dẻo hiện nay.

Các sản phẩm nghiên cứu từ đề tài đã có những thành công nhất định trong việc chế tạo các đồ dùng dạy học và các động cơ cớ nhỏ. Để có thể tạo ra nhiều sản phẩm hơn, đề tài cũng đã xấy dựng được quy trình công nghệ sản xuất nam châm dẻo ở quy mô công nghiệp.

Với đề tài hữu dụng này, nước ta có thể tiết kiệm được kinh tế cực lớn, sử dụng nguồn nguyên liệu trong nước thay vì phải nhập khẩu hàng năm.

Chi tiết

Nam châm lọc sắt trong ngành công nghiệp nhựa

Trong ngành công nghiệp nhựa, việc sử dụng Nam châm lọc sắt rất phổ biến. Trong quá trình hoạt động, khi các nguyên, vật liệu sắt di chuyển qua lưới nam châm, đồng thời một lực từ rất mạnh trên thanh nam châm sẽ tác động vào và giữ các vật có từ tính lại. Qua đó nó làm cho nguyên vật liệu trở nên sạch hơn cũng như làm cho hệ thống xử lý được hoạt động dễ dàng hơn và đồng thời góp phần bảo quản tốt hệ thống

Đặc điểm kỹ thuật
– Lực từ: 7.000(tiêu chuẩn) – 9.000 Gauss(lực từ cao).
– Nam châm: đất hiếm N35&N45 hoặc nam châm ferrite theo yêu cầu khách hàng.
– Nhiệt độ hoạt động: -20ºC -> 90ºC.
– Áp lực: +/-0.2bar
Với những đặc điểm như vậy, nam châm lọc sắt vỉ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó đáng chú ý là các ngành công nghiệp.

Ứng Dụng :

Công nghiệp chế biến thực phẩm : trà, cafe, đường, tiêu, bột mì, gia vị, …
Công nghiệp nhựa.
Công nghiệp hóa chất.
Công nghiệp sản xuất bột khô : thức ăn gia súc, gốm sứ, …
Công nghiệp thủy tinh.
Công nghiệp khai khoáng : quặng titan, quặng sắt, đồng, chì, …

Chi tiết

Sức mạnh của 2 siêu nam châm đất hiếm khi hút nhau

Nam châm đất hiếm NdFeB là loại nam châm vĩnh cửu được tạo ra từ các vật liệu từ cứng của các hợp kim hoặc hợp chất các kim loại đất hiếm và kim loại chuyển tiếp điển hình như Neodymium (NdFeB).

Được làm từ hợp kim neodymium, sắt tinh khiết và bo tạo thành Nd2Fe14B (thường được gọi tắt là nam châm NdFeB). Đây là loại nam châm vĩnh cửu mạnh nhất hiện nay có tích năng lượng từ 57 MGOe. Nếu so sánh cùng khối lượng và kích thước với các loại nam châm vĩnh cửu khác thì nam châm NdFeB có trọng lượng nhẹ hơn nhưng có lực từ cao hơn nên nó được sử dụng rộng rãi.

Nam châm NdFeB đã thay thế nam châm ferrite trong hầu hết các ứng dụng trong công nghiệp hiện đại, bởi vì lực từ lớn hơn của nó cho phép người sử dụng tạo ra thiết bị bằng nam châm nhỏ hơn, nhẹ hơn.

Được sử dụng rộng rãi trong các động cơ, máy phát điện, điện thoại di động, máy in, dụng cụ, thiết bị…, là nguyên liệu để chế tạo nên máy tuyển từ, bộ lọc nam châm. Và sử dụng để làm hộp cao cấp, bao da hitech, túi xách…

Chi tiết

Cách tạo nam châm siêu mỏng của các nhà Khoa học

Sở dĩ nó được tính là chỉ hoạt động trên 2 chiều không gian vì điện tích chỉ có thể chuyển động ở mức độ nguyên tử mà thôi, điều này tương tự như việc các quân cờ di chuyển trên bàn cờ vậy.

Chắc hẳn bạn đọc đã từng nghe về siêu vật liệu graphene với kích thước cực mỏng, chỉ dày bằng một lớp carbon và được khai thác từ quặng chì. Giờ đây, các nhà khoa học ở Đại học Washington và Học viện Công nghệ Massachusetts đã áp dụng kỹ thuật phân tách graphene từ chì để phát triển ra nam châm mỏng nhất thế giới.

Nó mỏng đến mức được công nhận là nam châm 2D đầu tiên, với độ dày chỉ bằng 1 nguyên tử. Sở dĩ nó được tính là chỉ hoạt động trên 2 chiều không gian vì điện tích chỉ có thể chuyển động ở mức độ nguyên tử mà thôi, điều này tương tự như việc các quân cờ di chuyển trên bàn cờ vậy. Cho tới giờ, chưa một vật liệu 3D từ tính nào có thể duy trì được tính chất điện từ của mình sau khi được vát mỏng xuống chỉ còn độ dày của 1 nguyên tử.

Kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh rằng hiện tượng từ tính có tồn tại ở dạng 2D, và ứng dụng của chúng trong tương lai là vô bờ bến, kể cả việc xây dựng những cổ máy tính lượng tử.

“Nói chung, nam châm có những ứng dụng quan trọng trong công nghệ cảm biến và thông tin, ví dụ như những ổ đĩa cứng chẳng hạn,” Xiaodong Xu, giáo viên khoa Vật lý, Kỹ thuật và Vật liệu học của đại học Washington chia sẻ với tờ Digital Trends.

 Chromium Triodide

“Nam châm 2D sẽ mở ra nhiều tiềm năng mới để phát triển công nghệ spintronic (điện tử học spin) trên các thiết bị ở quy mô siêu nhỏ. Tuy nhiên, đây mới là lần đầu tiên chúng ta phát hiện ra nam châm có thể tồn tại dưới một lớp duy nhất ở thể 2D, vì vậy còn nhiều câu hỏi cần phải giải đáp trước khi tìm hiểu về ứng dụng của nó.”

Nghiên cứu này đã được công bố trong bài báo của tờ Nature, xuất bản vào thứ 3 tuần trước. Bài viết đi sâu vào quá trình tạo ra những chiếc nam châm này từ vật liệu sắt từ có tên Chromium Triodide (CrO3). Sau đó, để tạo ra những nam châm có độ dày chỉ 1 nguyên tử, các nhà khoa học đã sử dụng một phương thức cực kỳ đơn giản, dễ thực hiện đến bất ngờ: Sử dụng băng dính để tách các lớp ra.

Chromium Triiodide có rất nhiều tính chất đặc biệt, khiến những nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng nhờ sự bất đẳng hưởng – có nghĩa là các electron của CrO3 quay tròn theo các hướng vuông góc nhau bên trong tinh thể, mà nó có thể được sử dụng để tạo ra nam châm 2D.

Điều đáng chú ý là, sóng điện từ của nam châm 2D lập tức biến mất khi nó có độ dày 2 nguyên tử thay vì 1, thế nhưng các tính chất từ tính của nó quay trở lại khi có nam châm dày 3 nguyên tử.

Theo DigitalTrends

Chi tiết

Nam châm đã khiến cả thế giới thay đổi như thế nào?

Bạn có tin, chiếc nam châm bé nhỏ nhưng lại có nhiều công dụng to lớn đến bất ngờ.

Ngày bé, hẳn có bạn đã từng tò mò phá tan chiếc radio yêu thích của ông bà hay cái loa cũ của nhà mình để rồi phát hiện ra một cục nam châm nho nhỏ gắn trong bộ phận âm thanh? 

Nhưng bạn có biết, cục nam châm bé con – là đồ chơi trong thời thơ ấu của nhiều người còn sở hữu nhiều công dụng thú vị, góp công lớn trong nền khoa học kĩ thuật. Với việc ứng dụng nam châm trong nghiên cứu khoa học, hẳn không ít bạn sẽ thấy tự hào và không khỏi “giật mình”.
Hãy cùng tìm hiểu những phát minh hiện đại ứng dụng lực từ trường từ nam châm qua bài viết dưới đây.


1. Giúp tàu chạy với vận tốc siêu khủng

Hồi đầu năm 2014, Nhật Bản lại phá vỡ kỉ lục tốc độ của những con tàu trên thế giới với loại tàu có thể chạy với tốc độ…366 dặm/giờ (gần 600km/h) bằng ứng dụng lực từ trường.

150821magnet01-63bf5
Tàu đệm từ siêu tốc của Nhật Bản


Loại tàu này hoàn toàn phó mặc phần vốn là bánh xe cho nam châm. Nguồn lực vận hành toa tàu được sản sinh ra bởi các nam châm siêu dẫn được gắn cố định trên thân tàu và các cuộn nam châm được lắp đặt trên những thanh ray. Những nam châm cùng dấu với cực Bắc – Nam thay đổi liên tục này tạo ra một lực kéo – đẩy, đưa tàu lướt đi.

Điều thú vị hơn nữa nằm ở chỗ dường như con tàu này “chạy như bay”. Bởi khi đoàn tàu chạy qua, những cuộn nam châm gắn trong các thanh ray đã nói ở trên tác động kết hợp với lực từ xuất phát từ thân tàu khiến một lực kéo – đẩy thứ hai được sinh ra, nhấc hẳn tàu lên khỏi đường ray khoảng vài cm.

150821magnet02-cbed7

Cơ chế hoạt động của tàu đệm từ

 

Những cuộn nam châm thần kì này là sản phẩm “made in Nhật Bản”, có dạng hình chữ U và có thêm khả năng chống lật tàu. Nhờ vậy, loại tàu này không chỉ nhanh hơn, “xanh” hơn mà còn an toàn và yên tĩnh hơn so với tàu điện hay tàu chạy dầu.

Tàu điện từ với tốc độ sánh ngang máy bay sử dụng động cơ cánh quạt được xem là bước nhảy ngoạn mục trong ngành giao thông vận tải.

Loại hình vận tải này đang được các thành phố lớn trên thế giới ấp ủ thực hiện như Thượng Hải, Seoul… và trong tương lai có thể xuất hiện tại Việt Nam. 

2.  Giúp ván trượt bay trên không 
Được lướt trên chiếc ván bay thường thấy trong các bộ phim hành động Mỹ hẳn là niềm mơ ước của rất nhiều người. Giấc mơ của họ có thể nói giờ đã thành hiện thực, khi mới đây một hãng công nghệ lớn trên thế giới đã cho ra đời loại ván trượt được đánh giá là “không thể tin được”.

Với bề ngoài giống một chiếc ván trượt thông thường, loại ván đặc biệt này có thể  “bay” và lướt cách mặt đất khoảng 3cm. 

150821magnet03-63bf5
Chiếc ván bay Hoverboard trong phim nay đã thành hiện thực


Bí mật của ván bay Hoverboard là 4 động cơ ẩn giấu bên trong. Chúng được làm từ siêu nam châm điện có khả năng sinh ra từ trường đủ mạnh khi tương tác lẫn nhau để thắng cả từ trường của trái đất, tương tự với cơ chế hoạt động của tàu đệm từ ở trên. 

150821magnet04-63bf5


Dù còn nhiều nhược điểm nhưng chiếc ván trượt này là minh chứng của khả năng ứng dụng thần kì của công nghệ sử dụng nam châm.

Có lẽ tương lai không xa, hình ảnh những chiếc ván lướt “đi mây về gió” sẽ trở nên quen thuộc hơn với người dân trên toàn thế giới. 

3. Phát triển ra thuốc phát hiện ung thư

Sự phát triển của công nghệ những năm gần đây đang có những bước tiến lớn và nam châm là một trong những yếu tố góp phần làm nên những thành tựu đó.

Nhờ nam châm, các khoa học gia đang phát triển được một loại thuốc viên có thể phát hiện những tế bào ung thư trong cơ thể người.

150821magnet05-63bf5
Những viên thuốc có thể giúp phát hiện và điều trị sớm ung thư


Theo đó, viên thuốc sẽ có chứa những phân tử nam châm nhỏ li ti, có thể “đánh hơi” những tế bào gây ung thư từ sớm. Khi vào cơ thể, bụi nam châm sẽ ngay lập tức bám lấy thành tế bào có tiềm năng gây ung thư trong mạch máu, sau đó gửi kết quả đến một thiết bị gắn ngoài cổ tay.

Điều này sẽ giúp các bác sĩ sớm phát hiện ra ung thư, từ đó có hướng điều trị phù hợp, giảm hậu quả cho bệnh nhân. 

150821magnet06-63bf5


Một số người lo ngại rằng, nam châm sẽ gây hại cho cơ thể tuy nhiên theo các nhà khoa học, bụi nam châm trong thuốc vô cùng nhỏ nên sẽ không gây tổn hại gì. 

4. Thành phần không thể thiếu của mũ bảo hiểm giảm chấn thương khi chơi thể thao

Không dừng lại ở lĩnh vực y học, nam châm còn dấn thân vào cả thể thao, góp mặt trong thiết bị bảo hộ rất hiện đại này.
 
Các chấn thương trong thể thao, ví dụ như bóng bầu dục Mỹ, có thể dẫn đến những tổn thương lớn cho người chơi. Năm 2013 tại Mỹ, có đến 123 thương chấn ở đầu được gây ra ở môn thể thao này.

Các loại mũ bảo hộ thể thao hiện tại chỉ có thể bảo vệ xương sọ, còn não bộ vẫn nằm trong vòng nguy hiểm. Nhưng từ bây giờ, mối lo này có lẽ đã tạm thời được dẹp yên. 

150821magnet07-63bf5
Những cú va chạm như thế này luôn tiềm ẩn nguy cơ chấn thương não cho các vận động viên


Raymond Colello – Giáo sư trường ĐH Virginia Commonwelth khẳng định rằng, nếu thêm vào phần phía trước của mũ bảo hộ thể thao hiện tại một loại nam châm siêu nhẹ, nó có thể hoạt động như một hệ thống “phanh”, giảm thiểu chấn thương trong các vụ va chạm mạnh ở phần đầu. 

150821magnet10-63bf5
Miếng nam châm có tác dụng giảm bớt lực tác động lên đầu khi chơi thể thao
 

Cơ chế hoạt động của ý tưởng này khá đơn giản. Khi hai cầu thủ sắp sửa lao vào nhau, lượng nam châm gắn ở hai mũ sẽ đẩy nhau ra do cùng dấu và khiến 2 cái đầu “phanh” lại, giảm thiểu được nguy cơ gây chấn thương não bộ.

5. Biến đường cho xe ô tô tự lái thành hiện thực

Việc chế tạo các phương tiện giao thông không người lái hiện đang là một cuộc đua gay cấn giữa các tập đoàn công nghệ lớn trên thế giới.

Và tất nhiên, để đảm bảo an toàn cho những loại phương tiện này, cần phải xây dựng hệ thống đường cao tốc đặc biệt dành riêng cho những “siêu phẩm” này. 

150821magnet09-63bf5
Một trong những mẫu thử về “ô tô tự hành” trong tương lai


Năm 2013, hàng xe Thụy Điển Volvo thông báo rằng họ đã hoàn thành việc nghiên cứu về việc đưa hệ thống gắn nam châm vào các tuyến đường cao tốc.

Những nam châm này hoạt động như hệ thống định vị cho các loại xe tự lái, giúp chúng không bị đi chệch khỏi đường và gây tai nạn.

Đặc biệt hơn, hệ thống nam châm này có một lợi thế rất lớn, đó là hoạt động tuyệt đối chính xác trong bất kỳ điều kiện thời tiết nào, bỏ xa “người tiền nhiệm” là hệ thống định vị GPS.

150821magnet08-63bf5
Đường cao tốc gắn nam châm dành riêng cho ô tô tự động


Tuy nhiên, việc lắp đặt hệ thống đường này không hề là đơn giản. Việc các quốc gia ứng dụng công nghệ xe tự lái chắc chắn sẽ chưa thể xuất hiện trong tương lai gần. 

Nguồn: Gizmodo 
Chi tiết

Giới thiệu về cách chế tạo nam châm điện

Chế tạo nam châm điện

Nam châm điện được ứng dụng phổ biến trong cấu tạo của những vật dụng quen thuộc trong gia đình hay những thiết bị công nghệ cao cấp hơn. Để phục vụ cho nhu cầu sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất của con người mà người ta sản xuất chế tạo số lượng nam châm điện rất lớn. Điều thú vị là nam châm điện có cách làm rất đơn giản mà chúng ta hoàn toàn có thể tự làm tại nhà, bài viết dưới đây sẽ chia sẻ cho bạn cách chế tạo nam châm điện rất dễ dàng thực hiện. 

Đặc điểm của nam châm điện

Từ trường của nam châm điện sinh ra từ một cuộn dây điện có công suất lớn chạy qua. Do đó cấu tạo của nam châm điện rất đơn giản chỉ là một cuộn dây điện để tạo ra từ trường và một lõi dẫn từ làm từ những vật liệu mềm để khuếch đại từ trường. Cảm ứng từ của nam châm điện sẽ thay đổi phụ thuộc vào công suất của dòng điện chạy qua cuộn dây điện. 

Vì sao nam châm điện lại được ứng dụng nhiều trọng các thiết bị máy móc?

Như đã nói ở trên từ trường của nam châm điện có thể thay đổi phụ thuộc vào công suất của dòng điện chạy quá nó nên muốn kiểm soát từ trường thì chúng ta có thể kiểm dòng điện, nếu có dòng điện ổn định thì nam châm điện sản sinh ra từ trường cũng rất ổn định, và đặc điểm này được ứng dụng trong các thiết bị y tế kĩ thuật rất hiệu quả. Ngoài ra hệ số nhiệt độ của nam châm điện là tốt nhất nên người ta thường chọn nam châm điện để chế tạo các thiết bị máy móc liên quan đến nhiệt độ. 

Cách chế tạo nam châm điện

Cách chế tạo nam châm điện tại nhà rất đơn giản và dễ thực hiện như sau:

Các vật dụng cần chuẩn bị:

– 1 đoạn dây điện dài khoảng 40-60cm

– 1 chiếc đinh dài 

– 1 cục pin đại loại C hoặc D

– Kéo, băng keo, kim băng

– Một số vật kim loại nhỏ như ghim, đinh,…

Cách thực hiện:

– Dùng kéo cắt phần vỏ nhựa bọc ngoài ở hai đầu của đoạn day điện, 

– Cuốn dây điện quanh thân chiếc đinh, cuốn chặt

– Dùng băng keo để cố định đoạn dây điện vừa cuốn với thân đinh.

– Dán 2 đầu của đoạn dây điện vào 2 cực của cục pin đại

Đã hoàn tất công đoạn chế tạo nam châm điện. Bạn để thử đầu đinh vào các vật kim loại nhỏ như ghim, đinh,…các vật này sẽ bị hút vào đinh, lúc này chiếc đinh đã trở thành một nam châm điện nhờ nguồn điện từ quả pin. Như vậy rất đơn giản chúng ta đã có thể chế tạo được nam châm điện. 

Nam châm Imag Việt Nam

Chi tiết