Después de una década de planificación, diseñar y construir, el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético con sede en Florida State University ahora tiene el imán más fuerte del mundo para espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), una poderosa técnica utilizada para estudiar estructuras moleculares en proteínas y materiales.

La maravilla de la ingeniería de 33 toneladas, llamado imán híbrido conectado en serie (SCH), batió con éxito el récord esta semana durante una serie de pruebas realizadas por ingenieros y científicos de MagLab.

El instrumento alcanzó su campo completo de 36 teslas el martes por la tarde. Tesla es una unidad de fuerza de campo magnético. Por ejemplo, un imán de nevera fuerte es de 0,01 tesla, y una máquina de resonancia magnética típica es de 1,5 a 3 tesla.

Los bustos de hitos abren una puerta al descubrimiento, haciendo que los campos magnéticos más altos estén disponibles no solo para los físicos sino, por primera vez, a biólogos y químicos también. Fue la culminación de 10 años, más de 120, 000 horas-persona y $ 18,7 millones de la National Science Foundation y el estado de Florida.

"Este logro refleja una enorme cantidad de desarrollo tecnológico, "dijo el Director de Ciencia y Tecnología Magnet Mark Bird. Bird, que ha supervisado 20 proyectos magnet únicos en el laboratorio, llamado SCH "uno de los imanes más complicados jamás construidos en el MagLab, un testimonio de un gran equipo trabajando con gran determinación ".

Lo que hace único al SCH es que puede crear un campo magnético muy alto que también es de muy alta calidad. Para imanes, calidad significa un campo que permanece constante tanto durante el tiempo que se tarda en ejecutar un experimento como en el espacio en el que se lleva a cabo el experimento en el imán. A diferencia de la mayoría de las investigaciones de física realizadas con imanes, La RMN requiere campos muy estables y homogéneos.

A los 36 tesla, El SCH es más del 40 por ciento más fuerte que el imán de RMN de récord mundial anterior (el imán Keck de MagLab) y más del 50 por ciento más potente que el imán de RMN de alta resolución de campo más alto, un sistema de 23,5 tesla en Lyon, Francia.

En RMN, Los científicos usan imanes y ondas de radio para localizar un elemento específico (comúnmente hidrógeno) en proteínas y otras muestras. lo que les ayuda a descubrir esas estructuras complejas. Una técnica poderosa en la investigación en salud, los científicos lo usan, por ejemplo, para identificar la vulnerabilidad de un virus a las drogas.

Los imanes de RMN existentes se limitan a localizar solo un puñado de elementos, notablemente hidrógeno, carbono y nitrógeno. El campo de 36 teslas del SCH podría revolucionar la RMN porque aumenta significativamente la sensibilidad del instrumento, expandiendo el menú de elementos que los científicos pueden ver.

"Va a haber un aumento real en el alcance de la RMN en la tabla periódica, "dijo Tim Cross, que supervisa la investigación de RMN en la sede de la FSU de MagLab. "Así que podremos ver muchos más elementos de los que realmente pudimos ver en el pasado".

Zinc, cobre, aluminio, El níquel y el gadolinio, todos de interés para la investigación de baterías y otros materiales, ahora se podrán observar utilizando el SCH. Pero para la mayoría de los biólogos, el verdadero premio será el oxígeno.

"El oxígeno es donde tiene lugar tanta química biológica, "Cross dijo, "y hasta el SCH, simplemente no hemos podido verlo ".

El nuevo imán también permitirá a los investigadores variar la intensidad del campo y cambiar con relativa facilidad de examinar un elemento de una muestra a otro. lo que les ayudará a recopilar más y mejores datos.