Nam châm đã khiến cả thế giới thay đổi như thế nào?

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.

Tàu đệm từ siêu tốc của Nhật Bản

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.

Cơ chế hoạt động của tàu đệm từ

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.

Chiếc ván bay Hoverboard trong phim nay đã thành hiện thực

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.

Những viên thuốc có thể giúp phát hiện và điều trị sớm ung thư

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.

Những cú va chạm như thế này luôn tiềm ẩn nguy cơ chấn thương não cho các vận động viên

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.

Miếng nam châm có tác dụng giảm bớt lực tác động lên đầu khi chơi thể thao

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.

5. Biến đường cho xe ô tô tự lái thành hiện thực

Việc chế tạo các phương tiện giao thông không người lái hiện đang là một cuộc đua gay cấn giữa các tập đoàn công nghệ lớn trên thế giới.

Và tất nhiên, để đảm bảo an toàn cho những loại phương tiện này, cần phải xây dựng hệ thống đường cao tốc đặc biệt dành riêng cho những “siêu phẩm” này.

Một trong những mẫu thử về "ô tô tự hành" trong tương lai

Năm 2013, hàng xe Thụy Điển Volvo thông báo rằng họ đã hoàn thành việc nghiên cứu về việc đưa hệ thống gắn nam châm vào các tuyến đường cao tốc.

Những nam châm này hoạt động như hệ thống định vị cho các loại xe tự lái, giúp chúng không bị đi chệch khỏi đường và gây tai nạn.

Đặc biệt hơn, hệ thống nam châm này có một lợi thế rất lớn, đó là hoạt động tuyệt đối chính xác trong bất kỳ điều kiện thời tiết nào, bỏ xa "người tiền nhiệm" là hệ thống định vị GPS.

Đường cao tốc gắn nam châm dành riêng cho ô tô tự động

Tuy nhiên, việc lắp đặt hệ thống đường này không hề là đơn giản. Việc các quốc gia ứng dụng công nghệ xe tự lái chắc chắn sẽ chưa thể xuất hiện trong tương lai gần.

Theo Kênh14/Trí Thức Trẻ