爱信发布世界首款小型高性能NMR分析系统
日本爱信(Aisin)宣布,依托长期研发的超导技术与极低温冷冻技术,联合理化学研究所及日本电子共同开发,成功实用化世界首款小型高性能核磁共振(NMR)分析系统。该产品为200MHz级别,高度由传统机型的约2.5米缩减至约1米,重量降至十分之一以下,可置于实验桌旁,旨在填补大型高性能设备与便携低性能设备之间的市场空白。
NMR利用与医疗MRI相同的核磁共振原理,用于医药、化学、食品及新材料等领域的成分鉴定与分子结构分析。传统高性能NMR需依赖超电线圈配合液氦冷却产生强磁场,设备庞大且需专用室与持续冷媒补充,维护负担重;而采用永磁体的台式NMR虽紧凑,但磁场强度有限,适用场景受限。
爱信自1980年代末起探索高温超导体应用,并于1991年设立相关研究机构。1998年与理化学研究所对接后,发现研究现场对“缩小高性能NMR”的迫切需求。超导块材(Bulk)具备在小尺寸下生成并保持强磁场的特性,双方遂于同年启动NMR用磁石的联合研究。
2007年,团队首次利用超导块材磁石获取NMR信号,但面临磁场均匀性不足的技术瓶颈。因块材内部存在微隙与组织差异,易导致磁场分布不均。经多年试错,研发团队于2014年提出混合结构方案:在超导块材内侧嵌入均质超导带材圆筒部件,自动补偿磁场扰动,显著提升均匀性,使测定信号锐利成型。

维持超导状态需将磁石冷却至约40K(零下233℃),且需抑制冷冻机振动干扰测量。爱信将长期积累的脉冲管冷冻机技术改良为适合实验室使用的空冷式,并优化了从下部远距离冷却磁石的管路结构。设计开发组长石田俊彦表示,产品化不仅是技术输出,更涵盖包装、运输、现场安装与售后质保的全流程验证。

2021年起,研究成果正式转入爱信内部事业化阶段。团队与日本电子协作整合检测部件,完成整机装配与多次实地运行演练,Zui终通过客户验收。超导材料研究员伊藤佳孝指出,混合结构突破是坚持小型化路线的结果;极低温冷冻专家大久保勇治强调,此次设备融合了历代工程师的试验数据与技术传承。

历经三十余年技术沉淀,该小型NMR系统已实现从实验室到商业应用的跨越。爱信方面表示,下一步将围绕该技术拓展新的社会课题解决方案与业务领域,持续推动研发成果向产业价值转化。