日本愛信（Aisin）宣布，依托長期研發(fā)的超導(dǎo)技術(shù)與極低溫冷凍技術(shù)，聯(lián)合理化學(xué)研究所及日本電子共同開發(fā)，成功實(shí)用化世界首款小型高性能核磁共振（NMR）分析系統(tǒng)。該產(chǎn)品為200MHz級別，高度由傳統(tǒng)機(jī)型的約2.5米縮減至約1米，重量降至十分之一以下，可置于實(shí)驗(yàn)桌旁，旨在填補(bǔ)大型高性能設(shè)備與便攜低性能設(shè)備之間的市場空白。

NMR利用與醫(yī)療MRI相同的核磁共振原理，用于醫(yī)藥、化學(xué)、食品及新材料等領(lǐng)域的成分鑒定與分子結(jié)構(gòu)分析。傳統(tǒng)高性能NMR需依賴超電線圈配合液氦冷卻產(chǎn)生強(qiáng)磁場，設(shè)備龐大且需專用室與持續(xù)冷媒補(bǔ)充，維護(hù)負(fù)擔(dān)重；而采用永磁體的臺式NMR雖緊湊，但磁場強(qiáng)度有限，適用場景受限。

愛信自1980年代末起探索高溫超導(dǎo)體應(yīng)用，并于1991年設(shè)立相關(guān)研究機(jī)構(gòu)。1998年與理化學(xué)研究所對接后，發(fā)現(xiàn)研究現(xiàn)場對“縮小高性能NMR”的迫切需求。超導(dǎo)塊材（Bulk）具備在小尺寸下生成并保持強(qiáng)磁場的特性，雙方遂于同年啟動(dòng)NMR用磁石的聯(lián)合研究。

2007年，團(tuán)隊(duì)首次利用超導(dǎo)塊材磁石獲取NMR信號，但面臨磁場均勻性不足的技術(shù)瓶頸。因塊材內(nèi)部存在微隙與組織差異，易導(dǎo)致磁場分布不均。經(jīng)多年試錯(cuò)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2014年提出混合結(jié)構(gòu)方案：在超導(dǎo)塊材內(nèi)側(cè)嵌入均質(zhì)超導(dǎo)帶材圓筒部件，自動(dòng)補(bǔ)償磁場擾動(dòng)，顯著提升均勻性，使測定信號銳利成型。

維持超導(dǎo)狀態(tài)需將磁石冷卻至約40K（零下233℃），且需抑制冷凍機(jī)振動(dòng)干擾測量。愛信將長期積累的脈沖管冷凍機(jī)技術(shù)改良為適合實(shí)驗(yàn)室使用的空冷式，并優(yōu)化了從下部遠(yuǎn)距離冷卻磁石的管路結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)開發(fā)組長石田俊彥表示，產(chǎn)品化不僅是技術(shù)輸出，更涵蓋包裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場安裝與售后質(zhì)保的全流程驗(yàn)證。

2021年起，研究成果正式轉(zhuǎn)入愛信內(nèi)部事業(yè)化階段。團(tuán)隊(duì)與日本電子協(xié)作整合檢測部件，完成整機(jī)裝配與多次實(shí)地運(yùn)行演練，Zui終通過客戶驗(yàn)收。超導(dǎo)材料研究員伊藤佳孝指出，混合結(jié)構(gòu)突破是堅(jiān)持小型化路線的結(jié)果；極低溫冷凍專家大久保勇治強(qiáng)調(diào)，此次設(shè)備融合了歷代工程師的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與技術(shù)傳承。

歷經(jīng)三十余年技術(shù)沉淀，該小型NMR系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)應(yīng)用的跨越。愛信方面表示，下一步將圍繞該技術(shù)拓展新的社會(huì)課題解決方案與業(yè)務(wù)領(lǐng)域，持續(xù)推動(dòng)研發(fā)成果向產(chǎn)業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)化。