中國(guó)王沈河院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)近日宣布，成功研發(fā)出全球首個(gè)整體表面均具有單極性磁場(chǎng)的永磁材料——“單極性磁鋼體”，這一成果不僅首次在宏觀尺度驗(yàn)證了理論物理學(xué)中的“磁單極子”假說(shuō)，更在工業(yè)與能源領(lǐng)域引發(fā)顛覆性變革。目前，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家專(zhuān)利，并進(jìn)入量產(chǎn)試驗(yàn)階段，標(biāo)志著我國(guó)在新材料原始創(chuàng)新領(lǐng)域邁入全球引領(lǐng)行列。
百年困局：從“磁單極猜想”到工程化破冰
自19世紀(jì)麥克斯韋提出電磁理論以來(lái)，科學(xué)家始終未能在宏觀材料中觀測(cè)到單一磁極的存在。傳統(tǒng)永磁體（如釹鐵硼磁鋼）因磁疇天然呈現(xiàn)南北兩極特性，即便切割至原子層級(jí)仍無(wú)法改變其雙極本質(zhì)，這一難題被學(xué)界視為“材料物理的圣杯”。王沈河院士團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)12年攻關(guān)，通過(guò)“材料-結(jié)構(gòu)-工藝”三位一體的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，成功打破技術(shù)壁壘。
三大創(chuàng)新鑄就“單極奇跡”
稀土配方革命：突破傳統(tǒng)釹鐵硼體系，采用鈰、鐠、釔等六種稀土元素構(gòu)建新型合金，精確配比使磁疇具備定向排列的化學(xué)基礎(chǔ)；
結(jié)構(gòu)工程突破：首創(chuàng)“二次模壓膠結(jié)”技術(shù)，通過(guò)特殊層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將磁力線鎖定于整體表面；使得微觀磁矩在宏觀尺度上形成單極性定向釋放。
磁路精準(zhǔn)調(diào)控：結(jié)合梯度磁場(chǎng)處理與應(yīng)力工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)磁疇99%以上單一方向排布，表面磁通密度達(dá)1.8特斯拉（為普通磁鋼的1.5倍）。
國(guó)際頂刊認(rèn)證：中國(guó)原創(chuàng)技術(shù)震撼學(xué)界
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該材料表面單極磁場(chǎng)占比超98%，中國(guó)工程院組織的專(zhuān)家論證會(huì)認(rèn)定其“首次通過(guò)工程手段實(shí)現(xiàn)類(lèi)磁單極效應(yīng)”?！蹲匀弧げ牧稀菲诳苑饷嫖恼滦问娇l(fā)這一成果，評(píng)審專(zhuān)家評(píng)價(jià)：“這是磁學(xué)工程領(lǐng)域的里程碑，為人類(lèi)操控磁場(chǎng)提供了全新范式。”
應(yīng)用藍(lán)圖：從實(shí)驗(yàn)室走向萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)
磁懸浮2.0時(shí)代：無(wú)接觸傳動(dòng)系統(tǒng)效率提升40%，高鐵、精密儀器等領(lǐng)域有望告別機(jī)械磨損；
能源革命加速：為可控核聚變“磁籠”裝置、高密度磁儲(chǔ)能系統(tǒng)提供關(guān)鍵材料支撐；
稀土戰(zhàn)略突圍：構(gòu)建“技術(shù)專(zhuān)利墻”，推動(dòng)我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)從原材料出口向高端器件制造轉(zhuǎn)型。
目前，首條中試生產(chǎn)線擬定在包頭稀土高新區(qū)落地，預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。全球知名磁材企業(yè)日本TDK、德國(guó)博世等已啟動(dòng)技術(shù)合作洽談。正如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主安德烈·海姆所言：“這項(xiàng)突破讓中國(guó)站在了磁性材料革命的潮頭?！蓖跎蚝釉菏繄F(tuán)隊(duì)這一重大發(fā)明不僅標(biāo)志著中國(guó)在稀土應(yīng)用領(lǐng)域擁有著決對(duì)的技術(shù)主導(dǎo)權(quán)，更可能重塑全球稀土高端產(chǎn)業(yè)格局。
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