几种单晶体中Li~7核磁共振的观测

与文献中常见的固体宽谱线的测量方法不同,我们用的是脉冲傅里叶变换式谱仪。谱仪是西德Bruker公司生产的SXP型高功率脉冲核磁共振谱仪。所用直流磁场的场强为21.14千高斯,这时Li~7的核磁共振频率为34.98兆赫。     

新核磁共振波谱仪

1979年春天,美国卡内基-梅朗(Carnegie-Mellon)大学的一台新的核磁共振(NMR)波谱仪投入实验工作. 这台新的装置在14.1特斯拉的超导磁场中得到质子的最高进动频率为600兆赫.这是目前NMR波谱仪达到的最高磁场.目前市场上能得到的带有持久(电流)超导线圈的NMR波谱仪的最高磁场为8.4特斯拉,相当于360兆赫.400兆赫的NMR波谱仪正开始出现于市场上.在没有谱线随磁场提高而增宽的情形下,生物化学和生物物理研究工作者利用这台仪器可以期望在分开不同分子环境的氢核的NMR峰时,把分辨率提高一倍. 这台Carnegie-Mellon NMR波谱仪能区别共振频率仅相差0.3赫(5×10~(-10))的结构.这样的灵敏     

强磁场在介入医学中的应用

强磁场技术被越来越多地应用于介入治疗中.强磁场介入技术,即通过体外可变磁场遥控操纵位于体内带有磁性物质(药物或导管或支架等)来实现介入诊疗的大型集成化医疗技术.通过该技术可以实现在定向精准给药和快速定位治疗,这给治疗带来了极大的便利,也提高了治疗效率.用于心脏血管治疗的心脏介入磁导航系统是近年来兴起的新型介入导航系统,其通过外源性磁场指引下的遥控操纵技术,可完全避免传统手工操作引起的心脏穿孔等严重并发症,大幅缩短培训周期、减少X射线辐射,通过互联网系统更可实现远程介入诊疗和专家系统.磁性纳米颗粒由于其本征的磁性,既可以作为药物载体在强磁场作用下定向施药,又可以用作MRI的T2显影剂,作为介入治疗的辅助手段.通过类似核壳结构的精巧纳米结构挂载其余影像学显影剂,可以制备磁性纳米颗粒多重显影剂.本文将详细介绍近年来使用磁性纳米颗粒制备MRI用T1-T2联合显影剂以及MRI和PET/SPECT联合显影剂的研究进展.此外,基于磁共振成像的介入治疗技术以其独特的优势在医学介入治疗领域得到广泛关注.相应的技术手段大体上可以分为这样的几个方面:电磁非兼容介入治疗,即将治疗器械放置在远离磁共振的区域进行手术,之后将病人移入成像区成像观测;电磁兼容介入治疗,即应用电磁兼容材料制造手术器械,将手术装置和驱动装置都设计成电磁兼容模式;电磁驱动介入治疗,即利用磁共振梯度或者射频磁场的力学驱动特性来驱动手术器械,实现驱动和治疗全部自动化.     

强磁场对中子星壳层结构的影响

中子星内壳层是由原子核与其周围的自由中子气和电子气共存而构成的非均匀物质.天文观测表明部分中子星内部可能存在高达10~(18)G的强磁场.因此中子星的内壳层结构会受到强磁场的明显影响.本文采用相对论平均场理论描述核子间相互作用,并考虑了质子和中子的反常磁矩.利用Wigner-Seitz近似描述中子星内壳层中的非均匀分布物质,并采用自洽Thomas-Fermi近似方法处理在强磁场环境中WignerSeitz原胞内的核子以及电子分布,从而研究强磁场对中子星内壳层中的非均匀相结构以及壳核相变等性质的影响.计算结果表明,与无磁场情况相比,内壳层中非均匀物质的每核子结合能、原子核pasta相结构和壳核相变密度等性质在磁场B≤10~(17)G的环境中不会发生明显变化.而B≥10~(18)G的强磁场会对中子星内壳层中的pasta相结构产生重要影响,使各种pasta相的每核子结合能降低,非球形原子核出现的阈密度和壳核相变密度减小.随着磁场强度B的增加,球形Wigner-Seitz原胞的半径减小,同时原胞内的核子分布变得更加弥散.     

古物的科学分析法

科学家们用科学的方法分析测定古物长期变化的程度和机制,以及它们的贮存与显示处理方法等等,图示3种科学的分析方法。1.核磁共振:核磁共振能够详述分子中的每个碳原子,以致采用这种方法能够发现中世纪印记(如图1)上的“指纹”有机化合物,当对所测物体施加强磁场时,核磁共振取决于原子核吸收射频的能量,对     

稳态磁场对真核生物细胞骨架的影响

细胞骨架是一种重要的细胞器,主要包括微管、微丝和中间纤维,在维持细胞形态、调控胞内物质运输、调节细胞分裂和细胞迁移等方面起着重要的作用,参与生殖发育和肿瘤发生等多个生理和病理过程,是细胞生物学以及肿瘤生物学领域的重要研究对象.从二十世纪七八十年代起,关于稳态磁场对真核生物细胞骨架影响的研究在理论解释和实验观测方面都取得了一系列进展.在理论解释方面,研究者不仅计算了肽键的微弱抗磁各向异性,而且进一步计算了微管多聚体较强的抗磁各向异性.在实验观测方面,研究者发现不仅体外纯化的微管或微丝能够沿着强磁场方向排列,并且细胞内由微管或微丝构成的相关结构也会受到稳态磁场的影响,例如纺锤体、精子和草履虫纤毛等.相比之下,磁场对中间纤维的影响研究较少.随着高场磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)的研发与应用,以及稳态磁场在肿瘤治疗领域的潜在应用的逐步开发,进一步研究不同参数稳态磁场与体内细胞骨架之间的关系对研究和解释磁场对肿瘤发生和生殖发育等的影响至关重要.     

强磁场用第二代高温超导带材研究进展与挑战

强磁体应用是高温超导材料研究的最大驱动力之一.最近基于REBa2Cu3O7-δ(RE123)涂层导体的超导磁体的中心磁场达到了26.4 T,为目前全高温超导磁体的最好水平,超过NbTi-Nb3Sn基超导磁体极限;同时,在低温超导背景场中内插17 T的第二代高温超导(2G-HTS)带材磁体实现了32 T的全超导磁体,打破了该类磁体磁场强度的世界纪录.这些强磁场技术的突破正是基于高温超导材料的进步,充分显示了高温超导材料在强磁场应用中的诱人前景.然而高温超导磁体技术能否得到进一步发展与广泛应用,还取决于高温超导材料的基础性能、成材效率和性价比的改善和提升.本文将介绍第二代高温超导带材及其磁体应用技术的国内外发展现状,主要包括第二代高温超导带材的技术路线、我国低成本化学法产业化发展情况、人工磁通钉扎技术和磁场下传输性能的提高、超导厚度诱导的临界电流密度下降以及焊接、机械性能等强电应用相关的关键科学和技术问题等.     

运动学无作用力磁场的相似解

无力场概念常用以描述局部的强磁场区域,强磁场的演变所对应的动力学过程在天体物理中有广泛的应用。例如,磁场的扭绞、剪切以及挤压等都可与太阳活动密切相关。运动学无力场的方程组为     

强磁场中射频溅射沉积Fe-Si-O薄膜的结构及磁性

研究了强磁场对射频溅射沉积Fe-Si-O薄膜的微结构和磁性能的影响. 在O2流量比小于1.0%、外加磁场低于1.0 T的溅射条件下, 得到了中孔型、相分离型和混合型3种典型的样品宏观形貌, 表明强磁场不但影响等离子体的分布而且影响溅射原子的角分布. 在O2流量比大于2.0%,外加磁场高于2.0 T的条件下制备的Fe-Si-O薄膜中, 经X射线衍射分析发现了强(110)取向的Fe3O4相;磁性测量发现垂直膜面方向上的剩磁和矫顽力大于平行膜面情况. 这些结果表明在薄膜沉积过程中, 强磁场不但使磁性薄膜取向, 而且在膜中诱导出了显著的垂直磁各向异性.     

金属中传导电子有效质量的正电子湮没2γ辐射能谱法测定

传导电子的运动状态决定金属的热学和电学特征.由于传导电子和原子实之间存在强关联,因而确定运动状态的质量不是电子的惯性质量m_e而是它的有效质量m~*,而且m~*是一个二阶张量.m~*通常用dHvA(de Has-van Alphen)效应测量,需要低温(～0.5K)和强磁场(～10T)等复杂技术.我们采用正电子(e~+)湮没2y辐射能谱法测定了高纯Pd中传导电子的     

人体中的微弱磁场

人和生物体中的生物电流会产生微弱的磁场,例如人的心脏收缩舒张会产生约10~(-5)～10(-6)高斯的心磁场,人受到光线、声音或电等刺激时会在人脑部产生约10~(-8)～10(-9)高斯的脑磁场或称(脑)神经磁场。这些心磁场和脑磁场随时间变化的曲线称为心磁图(MCG)和脑磁图(MEG),与心电图(ECG)和脑电图(EEG)很相似。测量和研究人的心磁图、脑磁图和人体中其他部分(如肌肉、肺部等)的磁场,对于了解一些生理活动和病变机制很有帮     

应用固体13C核磁共振波谱研究源岩生烃贡献组分及评价源岩生烃潜力

固体~(13)C核磁共振技术是研究物质结构的有效方法,本文是在高磁场(400 MHz)下,应用     

封面说明

<正>强磁场作为一种极端物理环境,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用.作为一种分布于三维空间的物理场,磁场对机体的非侵入性是其在健康医疗应用领域的独特优势.近年来,国内外超导技术的发展和先进磁体的制造技术的进步,为强磁场在生命科学与健康医疗领域奠定了坚实的技术基础,也为强磁场下生命科学的研究揭示了新的规     

世界上最强的磁场

日本东北大学的一个研究小组已成功地得到了世界上最强的磁场。据信这对原子聚变装置中超导材料的开发非常有用。这个大学中正从事超导材料研究的金属材料研究所的仪器测定结果,与美国麻省理工学院的测定结果相符,这个磁场的磁束密度为30.4特斯拉。据这所大学的研究人员透露,他们曾一度成功地把这个磁场的磁束密度提高到30.7特斯拉,他们相信这已达到规则型“强”磁场的最高等级。日本用于原子聚变的托卡马克装置中,在强磁场中获得等离子体的操作是必不可少的。日本原子     

一种新型的透视诊断仪器

如果人体是透明的,医生诊断疾病会容易得多。x射线和电子计算机体层扫描仅适用于骨骼和其它少数几种组织,x射线对人体还有轻微损害。而核磁共振扫描器(NMR)利用磁场和无线电波能显示出人体内部图象,这一仪器很有希望提供人体每一部分的清晰影象而对人体毫无危害。经过三年的研究和大约一万名病人试用以后,新一代更强有力的NMP已投放市场。     

肠道菌群也有生物钟

正人体是人类细胞和各种细菌的共生体。据国际权威学术期刊《细胞》最新研究显示,在一具70千克的标准人体中,约含有30万亿个人类细胞和约39万亿个细菌。虽然细菌的数量比人体细胞多,但是体积极其微小,其总重量只占人体重量的1%～3%。这些细菌广泛分布于消化道、呼吸道和泌尿系统,以及皮肤、毛发等全身各处,成为人体不可或缺的     

高温超导体材料的J_c(77.3K,20T)达到2×10~4A/cm~2

自高温氧化物超导体问世以来,人们以极大的兴趣关注其在强磁场大电流电工机器中应用的可行性.由于高温超导体存在难以克服的弱连接现象,采用常规的陶瓷粉末工艺制备的材料,其临界电流密度很低,且随磁场的升高很快退降.人们期望提高这类材料在强磁场下的J_c,以便朝实用化方向推进一步.自Jin等人采用熔融织构生长法(MTG)制备YBa_2     

强磁场下的科学问题

强磁场是支持多学科前沿探索的重要研究条件,能够为多学科的发展提供重大机遇.强磁场下科学研究涉及的学科范围广泛,科学问题众多,是当前非常活跃的科学研究领域.本文梳理了物理、化学、材料科学、生命科学、地球科学等多学科在强磁场下的前沿科学问题,并简要介绍了我国强磁场实验装置的基本情况和已取得的成果.我国强磁场实验装置的投入使用,将给我国多学科的前沿研究提供有力的支撑,为我国重大原创性成果的产出创造有利条件.     

有机化合物和药物结构分析中的核磁共振技术

核磁共振(NMR)是一种用来研究物质分子结构及物理特性的光谱学方法，它经历了从1960年代的连续波(continuous wave，CW)技术到1970年代的脉冲傅里叶变换(pulse fourier transform，PFT)以及超导核磁共振等几个发展阶段。尤其是近年来脉冲傅里叶变换以及超导核磁共振的引用，提高了核磁共振谱仪的灵敏度，     

梯度磁场在生物大分子研究中的应用

磁场作为一种物理环境,广泛应用于各行各业.随着磁体技术的飞速发展,磁场在科学研究与实践应用中的重要性日趋凸显.在生物大分子研究方向,磁场也发挥了重要的作用.其中,梯度磁场作为磁场的一种,由于其提供的资源除磁场外,还有磁场梯度,使其具备除常规磁场效应(择优取向、晶体质量改善等)外的其他应用价值(如溶液的对流控制、晶体质量改善、分离纯化等),因此备受关注.梯度磁场环境下涉及生物大分子的研究,主要集中在生物大分子的结晶、分离与纯化,以及自组装等方向.充分利用梯度磁场,可以实现高质量的生物大分子晶体生长、高效低成本的生物大分子分离与纯化等重要应用.因此,梯度磁场在生物大分子结构解析技术、生物药物制备技术等方向具有十分重要的价值.本文将从梯度磁场物理环境对生物大分子溶液体系的基础性影响角度出发,回顾并讨论梯度磁场在生物大分子研究中的应用,并对该领域的发展前景进行了预期.