Investigación de compensación pasiva basada en una matriz de láminas magnéticas. a) Conjunto de láminas magnéticas; b) Plataforma de implementación y resultados. Crédito:SIBET
Los instrumentos de resonancia magnética nuclear (RMN) de sobremesa tienen enormes escenarios de aplicación en los campos de la seguridad alimentaria; análisis rápido de componentes en línea en laboratorios farmacéuticos, biológicos y químicos; detección de drogas, educación y enseñanza.
El imán Halbach cilíndrico dipolar como estructura magnética de alto rendimiento se ha convertido en la principal estructura magnética para equipos de espectroscopia de RMN de sobremesa debido a su alta utilización de materiales y homogeneidad de campo magnético. Sin embargo, debido a su estructura compleja, varios errores en el procesamiento conducen a una mala homogeneidad del campo magnético, lo que afecta gravemente la calidad de la señal de resonancia magnética y limita el desarrollo de equipos de espectrómetro de resonancia magnética de sobremesa basados en imanes Halbach en China.
El Grupo de Espectroscopía de Resonancia Magnética de sobremesa dirigido por Yang Xiaodong del Instituto de Ingeniería y Tecnología Biomédica de Suzhou (SIBET) de la Academia de Ciencias de China ha propuesto recientemente un método de calce pasivo para los imanes de Halbach. Los resultados se publicaron en el Journal of Magnetic Resonance .
Basándose en la descomposición y construcción de la función armónica esférica, los investigadores diseñaron la matriz de láminas magnéticas compensadas que genera cada armónico dentro del tercer orden y construyeron el análisis del diagrama de campo de la matriz compensada con diferentes tamaños y posiciones para lograr una rápida compensación del campo magnético.
También describieron la operación práctica y los resultados de las pruebas de este método en los imanes de Halbach.
"En el experimento de calce pasivo de 0,5T-Halbach, la homogeneidad del campo magnético mejoró en dos órdenes de magnitud en comparación con el campo inicial, y la homogeneidad mejoró a 4,7 ppm", dijo Yang.
En otro conjunto de imanes 0.93T-Halbach también se mejoró la homogeneidad en un orden de magnitud, verificando la efectividad y repetibilidad del método propuesto para mejorar la homogeneidad del campo magnético.
El conjunto de láminas magnéticas de calce pasivo propuesto en este trabajo logra una compensación eficiente de la homogeneidad del campo magnético de los imanes de Halbach.
"Los resultados brindan un fuerte apoyo para el desarrollo independiente de un espectrómetro de resonancia magnética permanente de alta resolución en China", dijo Yu Yingcong, presidente del Hospital Popular de Wenzhou y también autor correspondiente del estudio.
El equipo ha construido una plataforma de resonancia magnética de alta resolución basada en el imán 0.5T-Halbach después del calce pasivo. "Realizaremos experimentos para aplicaciones relacionadas a continuación para promover el desarrollo de los resultados de la investigación en aplicaciones relevantes", dijo Wang Ya, primer autor del estudio. Visualización del origen de las fuerzas magnéticas mediante microscopía electrónica de resolución atómica
