中國科學院製造.特斯拉強磁場刷新紀錄

2025年9月28日，中國科學院合肥物質院等離子體物理研究所研製的全超導磁體，將這個數字定格為新的世界標準。這不是實驗室裡的偶然突破，而是中國在超高場超導技術領域實現全面領跑的里程碑——從核心材料到製備工藝，100%自主可控。

不只是數字，更是材料與工程的極限突破。

在超導磁體的世界裡，特斯拉是衡量磁場強度的基本單位，而穩態則意味著持續穩定運行的能力。此前，全球最高穩態磁場紀錄由美國國家強磁場實驗室保持的32特斯拉，中國此次實現的35.1特斯拉，不僅是數字上的超越，更標誌著人類首次將全超導磁體的穩定運行磁場推入35特斯拉量級。

這項突破的背後，是高溫超導內插+低溫超導磁體的複合設計方案。簡單來說，就像給磁體穿上雙層鎧甲：外層的低溫超導磁體提供基礎磁場，內層的高溫超導磁體則像超級放大器，在極小空間內疊加超強磁場。但這層鎧甲的製備難度超乎想像——當磁場強度超過30特斯拉時，超導材料內部會產生巨大的電磁應力，足以讓精密部件瞬間碎裂。科研團隊通過多物理場協同優化技術，將應力分佈精度控制在0.1兆帕以內，相當於在一根頭髮絲上均勻分配千斤重量。測試數據顯示，該磁體在35.1特斯拉強度下穩定運行30分鐘，磁場波動小於0.001特斯拉，這種穩定性讓國際同行驚嘆：中國團隊把超導磁體的『脾氣』摸透了。

更關鍵的是，從超導帶材到低溫製冷系統，從磁體結構設計到精密加工工藝，所有核心環節均實現國產化。例如，團隊自主研發的第二代高溫超導帶材，臨界電流密度達到國際領先水平，單根帶材可承載的電流相當於1000根普通銅導線，而成本僅為進口產品的60%。這種材料-設計-製造全鏈條的自主可控，徹底打破了國外在超高場磁體領域的技術壟斷，為後續產業化應用掃清了卡脖子障礙。

超導技術如何重構產業版圖

很多人可能會問：35.1特斯拉的磁體離我們的生活有多遠？事實上，它就像一個超級技術引擎，正帶動多個領域的產業升級。

在醫療健康領域，超高場磁體是下一代核磁共振成像（MRI）設備的核心。目前醫院常用的1.5T或3.0T MRI，對早期腫瘤、神經退行性疾病的診斷精度有限，而3.5T級磁體支撐的超高場MRI，可實現對單個細胞內蛋白質分子的成像，讓阿茲海默症等疾病的早期篩查成為可能。更重要的是，隨著國產超導磁體技術成熟，相關醫療設備的成本有望降低50%以上，推動高端醫療設備普及下沉。

在能源與交通領域，超導磁體的應用將帶來革命性變化。例如，基於超導技術的高效電力傳輸系統，輸電損耗可從傳統電纜的15%降至1%以下，若全國電網普及，每年可節省相當於3個三峽電站的發電量。而在磁懸浮交通領域，35T級磁體產生的強磁場，能讓列車懸浮高度提升至10厘米以上，抗干擾能力增強3倍，為未來時速600公里以上的真空管道磁懸浮列車提供技術支撐。

航天領域同樣受益顯著。航天器的電磁推進系統、空間環境模擬器等關鍵設備，均需要強磁場環境。中國航天科技集團已與合肥物質院達成合作，計劃將超導磁體技術應用於新一代重型運載火箭的電磁彈射系統，有望將衛星發射成本降低40%。

值得關注的是，高溫超導材料產業正迎來爆發期。數據顯示，2024年全球高溫超導市場規模約80億美元，而隨著中國35.1T磁體技術的突破，預計到2030年，國內超導材料需求量將增長10倍，帶動上下游產業規模超千億元。安徽、上海、四川等地已佈局超導產業集群，形成材料研發-磁體製造-應用示範的完整產業鏈，合肥某超導企業的訂單量已排至2026年，產品出口至12個國家。

從跟跑到領跑的底層邏輯

35.1特斯拉磁體的突破，並非偶然。回溯中國超導技術的發展歷程，不難發現一條清晰的突圍路徑：以國家戰略需求為導向，整合科研院所與企業力量，透過基礎研究-關鍵技術-產業應用的全鏈條攻關，實現從技術跟跑到標準制定的跨越。

在基礎研究階段，中科院合肥物質院聯合清華大學、上海交通大學等高校，連續10年承擔國家重點研發計劃超導材料與器件專項，累計投入超20億元，建成全球唯一覆蓋從-271℃到室溫的超導材料性能測試平台。在關鍵技術攻關中，團隊採用揭榜掛帥機制，將磁體應力調控、低溫製冷等硬骨頭分解為23個技術模塊，由企業、高校、科研院所聯合攻關，最終形成138項核心專利。

這種產學研用深度融合的模式，正在成為中國科技創新的標配。例如，在超導帶材製備環節，科研團隊與雲南某企業共建中試基地，將實驗室成果轉化為量產工藝，僅用18個月就實現帶材良品率從30%提升至92%。正如中國工程院院士陳立泉評價：35.1特斯拉磁體的突破，證明中國已經建立起一套高效的科技創新生態系統，這套系統既能啃下基礎研究的‘硬骨頭’，又能快速打通產業化的‘最後一公里’。

超導技術如何改寫國際規則？

在科技領域，標準制定權往往比技術本身更重要。中國此次突破35.1特斯拉全超導磁體，不僅打破了歐美在超高場領域的壟斷，更在國際標準制定中掌握了更多話語權。

目前，國際電工委員會（IEC）正在制定超導磁體安全標準，中國團隊憑藉35.1特斯拉磁體的運行數據，主導起草了《超高場超導磁體應力測試方法》《高溫超導帶材應用指南》等3項國際標準，這是中國首次在超導磁體領域主導國際標準制定。與此同時，中國科學院強磁場科學中心已與德國亥姆霍茲聯合會、日本物質材料研究機構等簽署合作協議，共享35.1特斯拉磁體的實驗平台，吸引全球頂尖科學家來華開展前沿研究。這種技術輸出+標準輸出+平台共享的模式，正在重塑全球超導技術的合作格局。

更深遠的影響在於，超導技術的突破將加速綠色科技革命的進程。據國際能源署預測，到2050年，全球能源消耗的30%將依賴超導技術，而中國在全超導磁體領域的領先地位，有望推動全球能源轉型向更高效、更低碳的方向發展。