Không giống như những áo choàng tàng hình trong phim khoa học viễn tưởng, giúp che giấu vật thể khỏi tầm nhìn, thiết bị che chắn từ tính hoạt động bằng cách làm cho vật thể trở nên gần như vô hình đối với từ trường, ngăn chặn sự nhiễu sóng trước khi nó có thể gây hại.
Từ trường có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, được tạo ra bởi đường dây điện, thiết bị điện, máy quét y tế, thậm chí cả các nguồn tự nhiên. Khi các thiết bị điện tử hiện đại trở nên nhạy cảm và chính xác hơn, từ trường đi lạc này có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng.
Từ trường không mong muốn có thể làm gián đoạn hoạt động các thiết bị chính xác, cảm biến, linh kiện điện tử, dẫn đến biến dạng tín hiệu, lỗi dữ liệu hoặc trục trặc thiết bị. Đây là mối lo ngại ngày càng tăng ở các môi trường như bệnh viện, lưới điện, hệ thống hàng không vũ trụ, phòng thí nghiệm khoa học.
Thiết bị che chắn từ tính là thiết bị che giấu hoặc bảo vệ vật thể khỏi từ trường bên ngoài, bằng cách điều khiển hướng từ trường lan xung quanh vật thể, khiến hoạt động của từ trường như không hề tồn tại với vật thể đó. Vật thể được bảo vệ không làm nhiễu loạn từ trường, cũng như không cảm nhận được tác động của nó.
Trong bài báo đăng trên tạp chí Science Advances, các kỹ sư lần đầu tiên chỉ ra cách chế tạo thiết bị che chắn từ tính, bằng cách kết hợp chất siêu dẫn và chất sắt từ mềm. Sử dụng mô hình toán học tiên tiến và mô phỏng máy tính hiệu suất cao dựa trên vật liệu thực tế, họ phát triển khung thiết kế mới cho phép tạo ra thiết bị che chắn từ tính cho vật thể có bất kỳ hình dạng nào.
Cho đến nay, các thiết bị che chắn chủ yếu mang tính lý thuyết hoặc giới hạn ở các hình dạng đơn giản như hình trụ. Nghiên cứu mới này, khắc phục hạn chế đó, lần đầu tiên chứng minh cách thiết kế thiết bị che chắn từ tính cho các hình dạng bất thường mà chúng ta thấy trong thực tế.
Các vật liệu này có sẵn trên thị trường, làm cho ý tưởng này thực tế hơn nhiều so với các ý tưởng trước đây. Các mô phỏng cũng cho thấy, thiết bị che chắn này vẫn duy trì hiệu quả trên phạm vi rộng về cường độ và tần số từ trường, điều này rất cần thiết cho môi trường hoạt động thực tế.
Bước đột phá này mở ra cho nhiều ứng dụng quan trọng. Thiết bị che chắn từ tính có thể dùng để bảo vệ các thành phần nhạy cảm trong lò phản ứng nhiệt hạch, giảm nhiễu trong máy quét hình ảnh y tế (MRI), hoặc che chắn các cảm biến lượng tử dùng trong định vị và liên lạc.
Trong mỗi trường hợp, mục tiêu đều giống nhau: cách ly các thiết bị quan trọng khỏi nhiễu từ không mong muốn mà không cần đến lớp chắn cồng kềnh, kém hiệu quả. Nghiên cứu này cho thấy, lớp che chắn từ tính thực tế, có thể chế tạo cho các thiết bị phức tạp hiện nằm trong tầm tay.
Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là chế tạo và thử nghiệm lớp che chắn từ tính này, sử dụng băng siêu dẫn chịu nhiệt cao và vật liệu composite từ mềm. Nếu thành công, công nghệ này có thể dẫn đến giải pháp che chắn từ tính nhẹ, giúp các thiết bị điện tử tiên tiến hoạt động đáng tin cậy hơn, tránh bị nhiễu từ.
