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Research Results 研究成果

世界最高性能の鉄系高温超伝导磁石の开発に成功

研究者と础滨がタッグを组み、材料合成プロセスを探索
総合理工学研究院
嶋田 雄介 准教授
2024.06.07
研究成果Technology

ポイント

  • 作りやすく、使いやすい超伝导磁石が期待されていた
  • 研究者の知见と础滨を融合した设计手法により、効率的に合成プロセスを探索
  • 世界记録の2倍超の磁力を持ち、磁场安定性にも优れた小型超伝导永久磁石を実现

概要

 東京農工大学の山本 明保 准教授、德田 進之介 氏(博士後期課程修了)、石井 秋光 氏(博士後期課程修了)、山中 晃徳 教授、九州大学の嶋田 雄介 准教授、ロンドン大学キングス?カレッジのマーク エインズリー 講師らは、人工知能(AI)の手法の1つである機械学習を合成プロセスに活用することで、世界最高の磁力を持つ鉄系高温超伝導体の永久磁石を開発、テスラクラスの強力磁場を安定保持することに初めて成功しました。
 高温超伝导体では、磁力の元となる超伝导电流が结晶粒界(超伝导体の结晶と结晶の间のつなぎめ)で抑制される课题がありました。本研究では、无数の结晶と结晶粒界から构成される多结晶材料の复雑なミクロ构造を超伝导电流が流れやすいように制御するため、研究者の経験とアイディアに基づくアプローチと机械学习を用いた础滨によるアプローチとを融合した合成プロセスの设计手法を构筑しました。この新しいプロセス设计手法により、世界记録の2倍以上强力な磁力を持つ小型の鉄系高温超伝导永久磁石の开発に成功し、医疗用惭搁滨レベルの优れた磁场安定性を持つことを実証しました。鉄系高温超伝导永久磁石は、一般的によく用いられており安価な多结晶型材料(セラミックス材料)の合成プロセスを応用できることから作りやすく、また希少な冷却剤を必要とせず小型冷冻机で运転できるため、多様な超伝导机器?システムへの応用に贡献すると期待されます。
 本研究は、科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業 CREST(「実験と理論?計算?データ科学を融合した材料開発の革新」領域、「超伝導インフォマティクスに基づく多結晶型超伝導材料?磁石の開発」課題(研究代表者:山本 明保、JPMJCR18J4))の一環として、日本学術振興会 科学研究費補助金の助成、文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業、東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所共同利用研究の支援を一部受けて行ったものです。
 本研究成果は、6月7日(金)午前1時(現地英国時間)にSpringer Nature科学誌「NPG Asia Materials」のオンライン版で公開されました。

研究者と础滨が同じ実験データを共有しながら、独立してプロセス设计する枠组み

试作した鉄系高温超伝导磁石

论文情报

論文名:“Super-strength permanent magnets with iron-based superconductors by data- & researcher-driven process design”(データ&研究者協奏駆動型プロセス設計による鉄系高温超伝導体の超強力永久磁石)
DOI: 10.1038/s41427-024-00549-5
URL: https://www.nature.com/articles/s41427-024-00549-5

お问い合わせ先

総合理工学研究院  准教授