分析物質的分子結構和物理可用能特性的核磁共振（NMR）裝置被廣泛應用於生命科學、食品、材料科學等多個領域。磁場越強，NMR裝置的測量性能就越高，自2015年研發出頻率超過1GHz (1G爲10億)的NMR裝置後，全球的研發競爭便愈發激烈。然而，由於產生磁場的磁體尺寸大且價格昂貴，同時還需要消耗大量的稀有資源液態氦，所以能導入該設備的機構受限。
2015年的超1GHz NMR磁體(左)和此次成功研發的超1GHz小型NMR磁體
(右）。總重量從15噸減至1.6噸，所需液態氦從1600升減至260升。橙色表示高溫超導線圈，藍色表示低溫超導線圈，高溫超導線圈的中心磁場的分擔增至53%。
理化學研究所生命機能科學研究中心的柳澤吉紀單元主管等人的研究團隊成功開發出了重量僅約傳統設備的十分之一、全球最輕且小型的超1GHz NMR裝置。研究團隊透過將磁活體內部高溫超導線圈的電流密度增加到1.5倍，磁場分擔增加至50%以上，使大電流集中在了狹小的空間内。在此條件下，高溫超導線圈的中心部分施加了相當於超過100噸重量的電磁力，通常情況下這麼大的電磁力會導致線圈損壞。爲此研究團隊開發出了使用由高強度金屬加固的高溫超導線材緊密排列纏繞的技術。此外還應答了在約2個月的連續運行中無需續加液態氦。
研究團隊正在以開發出1.3GHz的全球最高磁場NMR裝置爲目標，組合並行開發的高溫超導接合、永久電流等技術。此外，利用研發出的NMR裝置，對阿茲海默症相關的超微量樣本進行結構分析的工作也在推進之中，此類尖端研究的進展也備受期待。
原文：JSTnews 2023年1月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
