2025年8月，稳态强磁场实验装置助力中国科学院电工研究所马衍伟研究员团队在新型超导材料研究领域取得重大突破——创造铁基超导线材载流性能新纪录。研究团队为了验证该铁基超导线材在高场下的载流能力，需通过30T以上的稳态强磁场进行强电传输测试。稳态强磁场实验装置是国内唯一能同时满足“大电流、大口径、强磁场”三大关键测试条件的平台，为该研究提供了不可替代的支撑作用。

　　实验过程中，研究人员利用实验装置水冷磁体高场测试条件，系统测量了多种铁基超导材料在极端条件下的性能表现，最终发现了一种新型制备工艺，使铁基超导线材的载流性能提高约50%。这一突破性进展解决了长期制约铁基超导材料应用的关键技术难题，为开发下一代高效能源传输系统和强磁场应用设备奠定了坚实基础。

　　稳态强磁场实验装置由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心建设运行，是我国自主研制的国内唯一能提供稳态强磁场条件的实验装置。该装置由11台磁体装置组成：包括6台水冷磁体、4台超导磁体和1台混合磁体。其中混合磁体是技术难度最高的磁体类型，由外“超导磁体”和内“水冷磁体”组合而成。

　　稳态强磁场实验装置在建设和运行中取得了诸多成就：自行研制的混合磁体产生了目前世界上可开展科学实验的最高稳态磁场、4台水冷磁体性能指标创世界纪录。2016年，稳态强磁场实验装置团队自主研制成功中心场强达40万高斯，即40T（1T=1万高斯）的混合磁体，使我国跻身世界第二。2022年8月，该混合磁体产生45.22T的稳态磁场，创造了新的世界纪录，成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场磁体。2024年9月，稳态强磁场实验装置团队自主研制的水冷磁体产生了42.02T的稳态磁场，这不仅打破了美国水冷磁体世界纪录（41.4T），也成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑。

　　此外，稳态强磁场实验装置还建成了国际首创水冷磁体扫描隧道显微镜系统、扫描隧道—磁力—原子力组合显微镜系统；集成了国际领先的强磁场、超高压、极低温综合极端实验条件；为凝聚态物理、化学、材料、生物学和生命科学等多学科领域开展国际前沿探索、交叉前沿研究提供了稳态强磁场实验平台。

　　稳态强磁场是物质科学研究需要的一种独特的极端实验条件，被称为“推动重大科学发现的利器”。强磁场能够诱导新物态出现。它可以穿透物质内部，像一只无形的手，有效调控材料中的电荷、自旋、轨道等，使物质出现全新的量子态，呈现出丰富的新现象。强磁场还能催生新的重大应用技术，如强磁场作用下的电磁冶金技术、化学反应合成等。特别是在化学和生物医学领域广泛应用的结构解析和成像——核磁共振技术。

　　自投入运行以来，稳态强磁场实验装置已运行超过66万机时，为国内外200多家单位提供了实验条件，包括清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、南京大学、中国科大等国内顶尖高校，以及美国哈佛大学、德国马普所等国际知名高校及科研机构。

　　依托该装置，科研人员在物理、化学、材料、生命健康、工程技术等领域开展了超过3000项课题的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。例如，科学家们首次发现外尔轨道导致的三维量子霍尔效应、揭示日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制等。这些成果显著提升了我国在强磁场相关领域的国际影响力，为构建协同创新的科研生态奠定了坚实基础。（汪永安）