分析物质的分子结构和物理特性的核磁共振（NMR）装置被广泛应用于生命科学、食品、材料科学等多个领域。磁场越强，NMR装置的测量性能就越高，自2015年研发出频率超过1GHz (1G为10亿)的NMR装置后，全球的研发竞争便愈发激烈。然而，由于产生磁场的磁体尺寸大且价格昂贵，同时还需要消耗大量的稀有资源液态氦，所以能导入该设备的机构受限。
2015年的超1GHz NMR磁体(左)和此次成功研发的超1GHz小型NMR磁体
(右）。总重量从15吨减至1.6吨，所需液态氦从1600升减至260升。橙色表示高温超导线圈，蓝色表示低温超导线圈，高温超导线圈的中心磁场的分担增至53%。
理化学研究所生命机能科学研究中心的柳泽吉纪单元主管等人的研究团队成功开发出了重量仅约传统设备的十分之一、全球最轻且小型的超1GHz NMR装置。研究团队通过将磁体内部高温超导线圈的电流密度增加到1.5倍，磁场分担增加至50%以上，使大电流集中在了狭小的空间内。在此条件下，高温超导线圈的中心部分施加了相当于超过100吨重量的电磁力，通常情况下这么大的电磁力会导致线圈损坏。为此研究团队开发出了使用由高强度金属加固的高温超导线材紧密排列缠绕的技术。此外还确认了在约2个月的连续运行中无需续加液态氦。
研究团队正在以开发出1.3GHz的全球最高磁场NMR装置为目标，组合并行开发的高温超导接合、永久电流等技术。此外，利用研发出的NMR装置，对阿尔茨海默病相关的超微量样本进行结构分析的工作也在推进之中，此类尖端研究的进展也备受期待。
原文：JSTnews 2023年1月号
翻译：JST客观日本编辑部
