日本京都大学开发出无需外部能量的抗磁悬浮材料

维度网讯，日本京都大学（Kyoto University）研究团队开发出一种基于石墨的抗磁悬浮材料，解决了抗磁性物质因导电性而难以稳定悬浮的关键问题。

抗磁悬浮是实现反重力最有希望的技术路径之一。主要研究方向基于抗磁性材料，这类物质会被强磁场轻微排斥，当排斥力足以克服重力时，物体就能悬浮在空中。石墨是铅笔芯的主要成分，被认为是最适合用于抗磁悬浮的材料之一，但其导电性会抑制悬浮效果。先前的研究曾尝试用玻璃涂层阻断电流，但玻璃层会导致石墨颗粒指向紊乱，削弱支撑力。

京都大学的Tomoya Kamide及其同事提出了解决方案。研究人员从碳细粉中制造出单晶版本石墨，将微晶排列在均匀方向上，从而消除了支撑力损失。同时，在颗粒初始阶段就用玻璃包覆，解决了导电性问题。

将抗磁性颗粒对齐至单一方向的关键，在于分析颗粒能量与其排列的关系，并设计出具有有利能量最小值的磁场，将颗粒引导至特定方向。研究人员首先通过化学合成在每个石墨颗粒表面添加一层薄玻璃，然后将颗粒与粘性水混合成糊状物，倒入置于超导磁铁上的模具中。以特定速度旋转模具，在合适的粘度和磁场条件下，使颗粒朝向一致。糊状物干燥后形成一块硬板，由石墨基混合物质构成，其颗粒已经定向且电绝缘。

由于导电性被抑制，该板材能持续长时间振荡，如同微型飞毯，在永磁体上方稳定悬浮。这种悬浮不依赖低温系统，也无需外部能量输入。研究团队计划将这一技术应用于核磁共振和磁共振成像。此外，团队在测试过程中意外发现，这种悬浮板能作为地震传感器使用。Kazuyuki Takeda教授表示：“我们正在记录悬浮板的运动时，一场真正的地震袭击了我们。随着板上下移动，我们检测到一个巨大的脉冲。这无意中成为了我们的第一个‘地震检测’事件。”