Digital THink Tank (DTT)

Câmpuri magnetice personalizate în regiuni inaccesibile

Un grup de lucru spaniol a găsit o modalitate de a genera un câmp magnetic limitat spațial la o anumită distanță de sursă. Pentru a face acest lucru, echipa din jurul Rosa Mach-Batlle de la Universitat Autònoma de Barcelona folosește cilindrice fire aranjate, purtătoare de curent, care formează un metamaterial magnetic. Controlul magnetismului, care este esențial pentru o mare varietate de tehnologii, este compromis de imposibilitatea de a atinge maximul câmp magnetic pentru a genera în spațiul liber. Aici cercetătorii propun o strategie bazată pe negativ permeabilitate bazat pentru a depăși această limitare severă. Ele demonstrează experimental că un material magnetic activ poate emula câmpul unui fir electric drept la distanță. Strategia lor duce la o focalizare fără precedent a câmpurilor magnetice în spațiul gol și permite ștergerea la distanță a surselor magnetice, ceea ce deschide o cale de manipulare a câmpurilor magnetice în regiuni inaccesibile. PhysRevLett https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.177204

Sursa imaginii: Pixabay

Rezultatele lor deschid o nouă modalitate de a controla câmpurile magnetice de la distanță, cu potențiale aplicații tehnologice. De exemplu, un număr mare de Microroboti și micro- sau nanoparticule funcționale sunt deplasate și acționate cu ajutorul câmpurilor magnetice.Ele pot efectua transportul de medicamente și eliberarea controlată a medicamentului, intervenții intraoculare pe retină sau chiar transplanturi de celule stem. Cu toate acestea, se știe că scăderea rapidă a intensității câmpului cu adâncimea țintă în corp limitează sever dezvoltarea clinică a unora dintre aceste dispozitive. Un alt exemplu este stimularea magnetică transcraniană, care utilizează câmpuri magnetice pentru a modula activitatea neuronală a pacienților cu diferite patologii. În ciuda succesului său, stimularea magnetică transcraniană suferă de focalitate limitată, deoarece nu poate stimula regiuni specifice. Rezultatele obținute ar putea beneficia ambele tehnologii, deoarece permit alinierea spațială precisă a câmpurilor magnetice la adâncimea dorită în corp.

Cu toate acestea, în aplicații specifice, ar trebui să se țină seama de faptul că aria dintre metamaterial și replică ar fi expusă câmpurilor magnetice puternice. Un alt domeniu de aplicare este captarea atomilor, care, în funcție de starea lor, pot fi prinși în minime ale câmpului magnetic (găsitor cu câmp redus) sau maxime (căutător cu câmp înalt). Deoarece maximele locale sunt interzise de teorema lui Earnshaw, căutătorii de câmpuri înalte sunt de obicei prinși în punctul de șa al unui potențial magnetic care fluctuează în timp. Cu toate acestea, aceste capcane magnetice dinamice sunt foarte superficiale în comparație cu capcane pentru vizoare cu câmp redus. Emulând o sursă magnetică la distanță, s-ar putea crea peisaje cu potențial magnetic cu gradienți mai mari la poziția țintă dorită, rezultând capcane mai dense. În rezumat, rezultatele noastre arată că o carcasă cu permeabilitate negativă poate emula și anula sursele magnetice din distanţă. Această abilitate de a manipula de la distanță câmpurile magnetice va permite atât avansarea tehnologiilor existente, cât și aplicații potențial noi care necesită ajustarea câmpurilor magnetice în zone inaccesibile.