Mesmo pequenos ímãs às vezes podem ser muito fortes
ResonX/Jasmin Schoenzart
Um ímã pequeno o suficiente para caber na palma da sua mão pode, pela primeira vez, igualar o poder de alguns dos ímãs mais poderosos do mundo.
Ímãs poderosos desempenham muitas funções na ciência e na tecnologia, desde imagens de ressonância magnética e aceleradores de partículas até esforços de fusão nuclear. Os mais poderosos deles são feitos de supercondutores, materiais que conduzem eletricidade com eficiência quase perfeita.
No entanto, os ímanes supercondutores que produzem campos magnéticos fortes são frequentemente grandes: os ímanes mais pequenos são geralmente do mesmo tamanho que os ímanes supercondutores. Guerra nas Estrelas Robô R2D2, embora o maior seja comparável a um prédio de dois andares, disse ele Alexandre Barnes na ETH Zurique, na Suíça.
Ele e seus colegas construíram agora um ímã supercondutor que tem o poder de competir com ímãs grandes, mas tem apenas 3,1 milímetros de diâmetro. Eles conseguiram isso enrolando uma fita fina de um material cerâmico chamado REBCO, que se torna um supercondutor quando resfriado a temperaturas muito baixas. Esta bobina produz um campo magnético quando uma corrente elétrica passa por ela.
A equipe comprou fitas adesivas REBCO de uma empresa comercial e depois começou a encontrar o melhor design magnético, o que envolveu a criação e teste de mais de 150 dessas fitas, disse Barnes. “Nossa estratégia é desenvolver e implementar uma abordagem de ‘falhe frequentemente e falhe rápido’.”
Eles finalmente decidiram por um projeto envolvendo duas ou quatro bobinas REBCO em forma de panqueca que poderiam produzir campos magnéticos com intensidades de 38 Tesla e 42 Tesla, respectivamente. Para efeito de comparação, os ímãs de geladeira normalmente têm intensidades de campo magnético abaixo de 0,01 Tesla. Os dois ímãs que atualmente produzem o campo magnético estável mais forte do mundo atingem cerca de 45 Tesla, pesam muitas toneladas e requerem até 30 megawatts de energia. Os ímãs de Barnes e sua equipe são menores que a sua mão e requerem menos de 1 watt de energia.
Barnes diz que seu objetivo final é usar esses ímãs para ressonância magnética nuclear (NMR), uma técnica experimental que utiliza campos magnéticos para revelar a estrutura de moléculas como medicamentos e catalisadores para processos industriais. Na sua opinião, esta técnica avançada é dificultada pelo tamanho e custo dos ímanes, mas os investigadores esperam torná-la acessível a mais químicos. A equipe começou a testar os ímãs em uma configuração de RMN, disse Barnes.
“Produzir campos magnéticos acima de 40 Tesla normalmente requer instalações muito grandes e caras, portanto, alcançar intensidades de campo semelhantes em um dispositivo compacto usando fitas supercondutoras é significativo”, disse Mark Ainslie no King’s College de Londres. “Isto sugere que os ímanes de campo muito elevado se tornarão mais acessíveis a mais laboratórios num futuro próximo.”
Mas permanecem questões antes que os ímanes possam ser amplamente utilizados – por exemplo, como podem ser criados campos magnéticos uniformes e como o comportamento electromagnético destas bobinas pode ser gerido e controlado, disse ele.
Tópico:
