Chỉ cần ấn nút, các nam châm điện cực mạnh gắn trên cầu cảng sẽ hút con tàu thép đồ sộ vào bờ và neo chặt nó ở đó. Khả năng này sẽ sớm thành hiện thực, nếu cuộc thử nghiệm của các kỹ sư tại cảng Rotterdam (Hà Lan) thành công vào cuối năm nay.

Các nhà nghiên cứu cho biết, nhờ hệ thống này, cảng có thể giảm khoảng 5 triệu euro chi phí mỗi năm, và làm tăng tiến độ bốc dỡ hàng của mỗi tàu trung bình lên 40 phút.

Ở cách neo tàu thông thường, công nhân sẽ túm lấy dây thừng được những người trên boong tàu quăng ra, và neo nó vào thành cảng. Tuy nhiên, cách này thường đòi hỏi nhiều nhân lực và tốn thời gian. Đã có nhiều giải pháp thay đổi được đề xuất, như việc dùng cánh tay robot để kéo tàu vào bờ, hay sử dụng những máy nâng dưới nước để nâng tàu lên khỏi mặt nước và giữ nó ở trong cảng, tránh khỏi ảnh hưởng của thủy triều. Tuy nhiên, các biện pháp đó thường rất đắt tiền và cũng chưa thực sự hiệu quả.

Nay, Martin Verweij và Erik Fiktorie của Đại học kỹ thuật Delft (Hà Lan), khẳng định đã phát triển một hệ thống nam châm điện đặc biệt, có thể sinh ra từ trường không xuyên quá sâu vào thân tàu.Giải pháp dùng từ trường lâu nay không được chấp nhận, do người ta lo ngại nó sẽ phá hủy hàng hóa hoặc thiết bị điện tử trên tàu (như máy tính, tivi…), thậm chí còn không thể di chuyển các container bằng thép.

Hệ thống này bao gồm nhiều khối nam châm. Mỗi khối được tạo bởi 13 thanh nam châm dài, mỏng, đặt cạnh nhau, sao cho từ trường được tập trung ở hai bên thanh. Việc đặt cạnh nhau như vậy đảm bảo cho từ trường của mỗi thanh hút từ trường của thanh bên cạnh, chứ không tỏa đi quá xa. Các nhà phát minh tin rằng từ trường của nam châm không hề ảnh hưởng đến hàng hóa trên tàu.

Verweij ước tính khoảng 52 khối nam châm như vậy, gắn dọc theo cầu cảng, có thể hút được được một tàu chở hàng dài 400 mét vào chỗ đậu. Chúng cũng đủ mạnh để giữ con tàu ngay cả trong bão cấp 12 và sẽ không bị ảnh hưởng bởi sóng do những con tàu khác đi qua tạo ra. Tàu cũng có thể được nâng lên hạ xuống theo mực thủy triều, bằng cách bật, tắt hệ thống nam châm.

Tuy nhiên để chuẩn bị cho cuộc thử nghiệm tới, các kỹ sư sẽ phải cẩn thận tối đa. Ngoài hệ thống nam châm, họ cũng vẫn sẽ dùng tới các dây thừng.

Nguyên tố đất hiếm rất cần thiết đối với việc chế tạo các thiết bị điện tử hiện đại như dạng các nam châm, chất xúc tác, chất siêu dẫn... Tuy nhiên vì hiếm nên chúng rất đắt tiền. Nhưng gần đây các nhà khoa học đã tìm được cách thu hồi đất hiếm từ nước thải công nghiệp.

Các nhà nghiên cứu từ Học viện Khoa học Trung Quốc tìm thấy một chất liệu nano có tên nano-Mg(OH)2 có thể giúp loại bỏ một số kim loại và thuốc nhuộm từ nước thải.

Chất này còn có thể giúp thu hồi đất hiếm vốn rất loãng trong nước thải công nghiệp, với giá thành rẻ hơn nhiều so với khai thác đất hiếm từ lòng đất.

Việc nghiên cứu nano-Mg(OH)2 cho thấy chúng có thể được sản xuất dưới hình dạng những bông hoa đặc biệt. Việc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm mô phỏng thực tế cho thấy các hạt này có khả năng nắm bắt được 85% đất hiếm đã được pha cực loãng trong các mẫu nước. Sau đó điều chỉnh độ pH để tách nguyên tố đất hiếm khỏi nano-Mg(OH)2.

Tạp chí Gizmag dẫn lời nhóm nghiên cứu cho biết, việc tái chế nguyên tố đất hiếm từ nước thải không chỉ tiết kiệm tài nguyên, góp phần bảo vệ môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.

Một loại xà bông từ tính vừa được tạo ra có thể dọn sạch dầu do các sự cố dầu tràn.

Theo hãng BBC, các nhà khoa học vừa phát minh ra một loại xà bông đặc biệt có thể dọn sạch dầu tràn trên đại dương do các sự cố dầu tràn xảy ra.

Theo đó, loại xà bông này được coi như là nam châm và hút tất cả các vật khi tiếp xúc, đặc biệt di chuyển nhanh nhờ từ trường.

Qua nghiên cứu, các chuyên gia hi vọng sẽ chế tạo ra xà bông, sử dụng được trên phạm vi rộng để thu lượm dầu tràn trên đại dương.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho hay, xà bông này hiện vẫn mới chỉ trong giai đoạn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Và họ đang tìm cách làm ra xà bông có các tính năng ưu việt hơn.

Đến nay, chưa có người nào có thể nói chính xác ai là người đầu tiên làm ra xà bông, nhưng điều chắn chắn rằng xà bông đã tồn tại trong suốt một thời gian dài.

Hiện nay, xà bông được sản xuất ở dạng bánh đặc và lỏng, với nhiều hình dáng, màu sắc và hương vị khác nhau.

Sao neutron: Trái đất x 100 nghìn tỉ lần

Các nam châm làm được nhiều việc hơn là tác dụng lực hút dính trên cái tủ lạnh nhà bạn. Những từ trường nhân tạo mạnh nhất mang lại khả năng hoạt động của máy va chạm hạt và phản ứng nhiệt hạch. Nhưng, như chúng ta sẽ thấy, những nỗ lực hết sức của chúng ta cũng thật mờ nhạt khi so với những từ trường trong biên giới xa xôi của vũ trụ, thí dụ như từ trường phát ra từ những ngôi sao neutron.

Những loại sao siêu mới khác nhau tạo ra những từ trường khác nhau. Những sao siêu mới lớn nhất để lại những lỗ đen trong cơn yên nghỉ của chúng, nhưng những sao siêu mới nhẹ hơn một chút thì tạo ra các sao neutron. Những ngôi sao này cực kì đậm đặc, và có từ trường cực kì mạnh: Trong khi Trái đất ủy mị duy trì một từ trường chừng 0,5 gauss, thì từ trường của một sao neutron đo được là hàng nghìn tỉ gauss. Sao neutron trong ảnh có tên là Cassiopeia A, chụp bởi đài thiên văn tia X Chandra.

Sao nam châm: Xóa sạch thông tin thẻ tín dụng của bạn từ khoảng cách 100.000 dặm

Không phải mọi sao neutron đều ra đời giống nhau. Một số, vì những lí do gì đó hoàn toàn không hiểu được, thuộc về nhóm “sao nam châm”, có từ trường khủng khiếp của một sao neutron bình thường nhân thêm lên chừng 1000 lần. Mặc dù ở xa một khoảng cách bằng nửa đường từ Trái đất lên mặt trăng, một sao nam châm vẫn có thể tước mất thông tin khỏi thẻ tín dụng của bạn.

Các nhà khoa học không biết rõ cho lắm vì sao các sao nam châm lại mạnh hơn sao neutron thông thường nhiều như vậy, nhưng theo thời gian, các nhà thiên văn đang tìm thấy chúng ngày càng nhiều. Khi từ trường ngoại hạng đó bắt đầu làm chậm chuyển động quay của ngôi sao, thì nó giải phóng ra những xung năng lượng mạnh trong bước sóng tia X, có thể nhìn thấy đối với những đài thiên văn tia X của NASA.

Nạp mạng cho lỗ đen

Chúng ta biết câu chuyện cuộc đời của những lỗ đen: Những tàn dư sao siêu mới cực kì đậm đặc này tác dụng lực hút hấp dẫn khủng khiếp đến mức chúng hút lấy bất cứ thứ gì trong vùng phụ cận của chúng (bên trong “chân trời sự cố”), liên tục nạp thêm nhiên liệu cho lỗ đen. Nhưng câu chuyện không dừng lại với lực hấp dẫn. Một khi vật chất bị hút về phía trong lỗ đen, nó quay xung quanh vòng rìa ngoài của rỗ đen và giải phóng một phần xung lượng góc của nó trước khi bị nuốt vào.

Đó là chỗ từ trường phát sinh. Khi các chất khí xoay tròn trong một cái đĩa trên rìa của lỗ đen, chúng tạo ra từ trường của riêng chúng, làm bắn vọt một số chất khí tại phần ngoài của đĩa ra xa lỗ đen. Sự bắn vọt vật chất đó lấy đi xung lượng khỏi phần bên trong của đĩa khí ở gần lỗ đen nhất. Chất khí đó sau đó chậm dần đi và rơi vào miệng con quái vật tăm tối.

Phòng thí nghiệm quốc gia Từ trường cao làm chấn động mặt đất

Trong khi những nam cham nhân tạo không thể giữ nổi ngọn đuốc là những nam châm mạnh nhất trong tự nhiên, thì những nỗ lực tốt nhất của chúng ta không thể xem thường được. Ba địa điểm ở Mĩ – Đại học bang Florida, Đại học Florida, và Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở New Mexico – đã hợp tác lập ra Phòng thí nghiệm Từ trường quốc gia, ngôi nhà chứa những nam châm nhân tạo lớn nhất thế giới. Chỉ một mình Los Alamos đã chứa tám nam châm có khả năng hoạt động ở mức 50 tesla hoặc cao hơn (mỗi nam châm cách đều nhau tạo ra khỏng 0,01 tesla), trong đó có một nam châm bắn bội 100 tesla mất đến 10 năm để chế tạo.

Cho chạy tất cả những nam châm đó chẳng rẻ tiền gì: Los Alamos sử dụng một máy phát 1,43 gigawatt và năm nguồn cấp điện 64 megawatt. Máy phát đặt trên một bệ đỡ có 60 cái lò xo, chúng có nhiệm vụ khử đi chuyển động rung lắc sinh ra khi nó giảm tốc sau khi cấp điện cho nam châm, tạo ra cơn thịnh nộ làm chấn động cả trái đất.

Cuối cùng… LHC sẽ vén màn những bí ẩn của Vũ trụ

Máy Va chạm Hadron Lớn, LHC, là một cỗ máy khổng lồ chứa những châm cỡ “khủng”, với những cuộn dây dài 14 mét hoặc dài hơn. Các nam châm siêu dẫn, hoạt động ở mức hơn tám tesla, sẽ đẩy các proton chạy vòng trong vành đai 17 dặm trước khi chúng lao vào nhau và tạo ra một đợt thác các hạt hạ nguyên tử.

Tất cả những thí nghiệm này nó sẽ thực hiện thành công. chúng ta hi vọng vậy. LHC chỉ vừa mới đi vào hoạt động hồi tháng 9, 2008, trước khi những mối nối điện tồi tệ trong hệ thống làm lạnh của các nam châm buộc các thí nghiệm phải dừng lại. Sau gần một năm sau sửa chữa và nâng cấp, rốt cuộc siêu cỗ máy va chạm này đã chạy trở lại hồi tháng 11 năm ngoái, và người ta đang trông đợi nó sẽ mang lại những kết quả mới trong lần chạy chính thức dài hạn bắt đầu từ hôm 30 tháng 3, 2010.

Từ trường của ITER sẽ kích ngòi cho sức mạnh nhiệt hạch

Năng lượng nhiệt hạch có điều khiển, tự duy trì, vẫn còn là một giấc mơ, nhưng lí do giấc mơ đó có lẽ đáng theo đuổi là vì từ trường. Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER) là một chương trình hợp tác đa quốc gia thể hiện một trong những nỗ lực lớn nhất thế giới nhằm hợp nhân deuterium và tritium, hai đồng vị nặng của hydrogen.

Khi (và nếu) ITER được xây dựng, thì nó sẽ hâm nóng các vật liệu nhiệt hạch thành một trạng thái plasma, phát ra 500 megawatt nhiệt lượng. Cỗ máy khi đó sẽ sử dụng từ trường để giam giữ và điều khiển khối plasma quá nhiệt đó.

Lực nâng con ếch – Vâng, chúng tôi nói lực nâng con ếch

Sự siêu dẫn là một trong những hiện tượng kì lạ mà một mình vật lí cổ điển không thể nào giải thích trọn vẹn. Một số chất liệu, khi làm lạnh đến nhiệt độ gần không độ tuyệt đối, thì đạt tới điện trở bằng không. Do đó, một dòng điện có thể tồn tại vĩnh viễn.

Các nhà khoa học sử dụng các chất liệu siêu dẫn trong những cỗ máy va chạm hạt như LHC, nhưng bạn chẳng việc gì phải đến châu Âu để tận mắt nhìn những thủ thuật thú vị đối với chúng. Dòng điện vĩnh cửu là một chất siêu dẫn có thể nâng các chất liệu, vì dòng điện liên tục đẩy từ trường của đối tượng đang được nâng lên, kể cả một đối tượng sống. Ở đây, các nhà khoa học Hà Lan nâng một con ếch lên trong một từ trường 16 tesla.

MRI: Lén nhìn vào cơ thể bạn

Kể từ khi các nhà khoa học tạo ra được những hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) đầu tiên vào đầu những năm 1970, công nghệ đó đã phát triển ngày càng mạnh bởi những bước nhảy vượt bậc – nhiều đến mức Ủy ban Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) đã phải ngả mũ chào trước mức độ từ trường mà con người có thể chịu đựng. Tám tesla là cực đại trong năm 2003, cho đến khi các nhà khoa học tại trường đại học Illinois ở Chicago giới thiệu một máy quét 9,4 T, thiết bị cuối cùng đã được FDA phê chuẩn.

Nhưng đó chưa phải là máy quét MRI mạnh nhất thế giới, Bruker BioSpin, người chế tạo một máy quét 9,4 T cho Viện Công nghệ Massachusetts, đã vượt lên dẫn đầu và thiết kế một máy quét MRI 11,7 T. Năm 2009, trường đại học Texas đã công bố kế hoạch lắp đặt một máy quét MRI 11,7 T tại trung tâm y tế của trường.

Các tế bào ung thư có thể được đốt cháy bằng công nghệ mới, sử dụng từ trường của nam châm kết hợp với các phân tử ôxít sắt.

Các nhà khoa học thuộc trường Đại học London (Anh) đã phát triển thành công phương pháp đốt cháy các tế bào ung thư bằng cách đưa hạt phân tử ôxít sắt vào khối u và sau đó dùng từ trường của nam châm để đốt nóng những phân tử ôxít sắt.

Nhóm nghiên cứu đã tiến thành thí nghiệm trên những khối u ở chuột. Họ đã gắn các phân tử ôxít sắt siêu nhỏ vào các tế bào gốc. Các tế bào gốc này được đưa tới vị trí của khối u trong cơ thể. Sau đó, họ sử dụng từ trường của nam châm để làm những phân tử ôxít sắt chuyển động và tạo ra nhiệt lượng đốt cháy các tế bào ung thư.

"Nếu các tế bào ung thư được đốt nóng ở nhiệt độ lên tới 43 độ C, chúng sẽ bị chết. Thân nhiệt bình thường của con người là 37 độ C. Vì thế, công nghệ sử dụng từ trường nam châm có thể dễ dàng tăng nhiệt độ tới mức có thể tiêu diệt các tế bào ung thư”, tiến sĩ Sam Janes, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trên báo Telegraph. 

Trong khi thí nghiệm trên chuột, các nhà khoa học có thể đốt nóng những phân tử ôxít sắt lên nhiệt độ tối đa là 60 độ C – cao hơn mức nhiệt độ có thể tiêu diệt tế bào ung thư rất nhiều. Vì thế, các nhà khoa học hy vọng phương pháp này có thể được phát triển trong điều trị bệnh ung thư phổi ở người trong tương lai gần.

“Chúng tôi vẫn đang ở những giai đoạn đầu của nghiên cứu, nhưng chúng tôi nghĩ rằng phương pháp này rất có triển vọng trong việc điều trị bệnh ung thư ở người”, tiến sĩ Sam Janes tin tưởng.

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết, ưu điểm của phương pháp điều trị ung thư bằng cách đốt cháy các tế bào ung thư so với phương pháp điều trị bằng hóa trị liệu hiện nay là không gây ra những phản ứng phụ và gây tổn tương các tế bào khỏe mạnh quanh khối u.

Bạn có tin, chiếc nam châm bé nhỏ nhưng lại có nhiều công dụng to lớn đến bất ngờ. Ngày bé, hẳn có bạn đã từng tò mò phá tan chiếc radio yêu thích của ông bà hay cái loa cũ của nhà mình để rồi phát hiện ra một cục nam châm nho nhỏ gắn trong bộ phận âm thanh?

Nhưng bạn có biết, cục nam châm bé con - là đồ chơi trong thời thơ ấu của nhiều người còn sở hữu nhiều công dụng thú vị, góp công lớn trong nền khoa học kĩ thuật. Với việc ứng dụng nam châm trong nghiên cứu khoa học, hẳn không ít bạn sẽ thấy tự hào và không khỏi "giật mình". Hãy cùng tìm hiểu những phát minh hiện đại ứng dụng lực từ trường từ nam châm qua bài viết dưới đây.

1. Giúp tàu chạy với vận tốc siêu khủng

Hồi đầu năm 2014, Nhật Bản lại phá vỡ kỉ lục tốc độ của những con tàu trên thế giới với loại tàu có thể chạy với tốc độ…366 dặm/giờ (gần 600km/h) bằng ứng dụng lực từ trường. Loại tàu này hoàn toàn phó mặc phần vốn là bánh xe cho nam châm. Nguồn lực vận hành toa tàu được sản sinh ra bởi các nam châm siêu dẫn được gắn cố định trên thân tàu và các cuộn nam châm được lắp đặt trên những thanh ray.

Những nam châm cùng dấu với cực Bắc - Nam thay đổi liên tục này tạo ra một lực kéo - đẩy, đưa tàu lướt đi. Điều thú vị hơn nữa nằm ở chỗ dường như con tàu này “chạy như bay”. Bởi khi đoàn tàu chạy qua, những cuộn nam châm gắn trong các thanh ray đã nói ở trên tác động kết hợp với lực từ xuất phát từ thân tàu khiến một lực kéo - đẩy thứ hai được sinh ra, nhấc hẳn tàu lên khỏi đường ray khoảng vài cm.

Những cuộn nam châm thần kì này là sản phẩm “made in Nhật Bản”, có dạng hình chữ U và có thêm khả năng chống lật tàu. Nhờ vậy, loại tàu này không chỉ nhanh hơn, “xanh” hơn mà còn an toàn và yên tĩnh hơn so với tàu điện hay tàu chạy dầu.

Tàu điện từ với tốc độ sánh ngang máy bay sử dụng động cơ cánh quạt được xem là bước nhảy ngoạn mục trong ngành giao thông vận tải. Loại hình vận tải này đang được các thành phố lớn trên thế giới ấp ủ thực hiện như Thượng Hải, Seoul… và trong tương lai có thể xuất hiện tại Việt Nam.

2. Giúp ván trượt bay trên không

Được lướt trên chiếc ván bay thường thấy trong các bộ phim hành động Mỹ hẳn là niềm mơ ước của rất nhiều người. Giấc mơ của họ có thể nói giờ đã thành hiện thực, khi mới đây một hãng công nghệ lớn trên thế giới đã cho ra đời loại ván trượt được đánh giá là “không thể tin được”. Với bề ngoài giống một chiếc ván trượt thông thường, loại ván đặc biệt này có thể “bay” và lướt cách mặt đất khoảng 3cm.

Bí mật của ván bay Hoverboard là 4 động cơ ẩn giấu bên trong. Chúng được làm từ siêu nam châm điện có khả năng sinh ra từ trường đủ mạnh khi tương tác lẫn nhau để thắng cả từ trường của trái đất, tương tự với cơ chế hoạt động của tàu đệm từ ở trên Dù còn nhiều nhược điểm nhưng chiếc ván trượt này là minh chứng của khả năng ứng dụng thần kì của công nghệ sử dụng nam châm.

Có lẽ tương lai không xa, hình ảnh những chiếc ván lướt "đi mây về gió" sẽ trở nên quen thuộc hơn với người dân trên toàn thế giới.

3. Phát triển ra thuốc phát hiện ung thư

Sự phát triển của công nghệ những năm gần đây đang có những bước tiến lớn và nam châm là một trong những yếu tố góp phần làm nên những thành tựu đó.

Nhờ nam châm, các khoa học gia đang phát triển được một loại thuốc viên có thể phát hiện những tế bào ung thư trong cơ thể người. Theo đó, viên thuốc sẽ có chứa những phân tử nam châm nhỏ li ti, có thể "đánh hơi" những tế bào gây ung thư từ sớm.

Khi vào cơ thể, bụi nam châm sẽ ngay lập tức bám lấy thành tế bào có tiềm năng gây ung thư trong mạch máu, sau đó gửi kết quả đến một thiết bị gắn ngoài cổ tay. Điều này sẽ giúp các bác sĩ sớm phát hiện ra ung thư, từ đó có hướng điều trị phù hợp, giảm hậu quả cho bệnh nhân. Một số người lo ngại rằng, nam châm sẽ gây hại cho cơ thể tuy nhiên theo các nhà khoa học, bụi nam châm trong thuốc vô cùng nhỏ nên sẽ không gây tổn hại gì.

4. Thành phần không thể thiếu của mũ bảo hiểm giảm chấn thương khi chơi thể thao

Không dừng lại ở lĩnh vực y học, nam châm còn dấn thân vào cả thể thao, góp mặt trong thiết bị bảo hộ rất hiện đại này. Các chấn thương trong thể thao, ví dụ như bóng bầu dục Mỹ, có thể dẫn đến những tổn thương lớn cho người chơi.

Năm 2013 tại Mỹ, có đến 123 thương chấn ở đầu được gây ra ở môn thể thao này. Các loại mũ bảo hộ thể thao hiện tại chỉ có thể bảo vệ xương sọ, còn não bộ vẫn nằm trong vòng nguy hiểm. Nhưng từ bây giờ, mối lo này có lẽ đã tạm thời được dẹp yên.

Raymond Colello - Giáo sư trường ĐH Virginia Commonwelth khẳng định rằng, nếu thêm vào phần phía trước của mũ bảo hộ thể thao hiện tại một loại nam châm siêu nhẹ, nó có thể hoạt động như một hệ thống “phanh”, giảm thiểu chấn thương trong các vụ va chạm mạnh ở phần đầu. Cơ chế hoạt động của ý tưởng này khá đơn giản.

Khi hai cầu thủ sắp sửa lao vào nhau, lượng nam châm gắn ở hai mũ sẽ đẩy nhau ra do cùng dấu và khiến 2 cái đầu "phanh" lại, giảm thiểu được nguy cơ gây chấn thương não bộ.