利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法与流程

1.本发明具体涉及一种利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法及应用，属于磁体构造和运行的领域。


背景技术：

2.磁环偶极矩是电流在一个甜甜圈式的圆环面上沿中线流动而产生的，磁场呈现首尾相接的涡旋分布，极大地增强了近场局域。但是，相较于经典的电磁多极，磁环偶极矩与自由空间的耦合很微弱，致使人们很难观测到它。因此，随着环形特异介质的出现，将磁环偶极矩与特异介质结合起来，抑制经典电磁多极共振的同时极大地增强了磁环偶极共振。
3.特异介质是一种人工微结构电磁材料，由各种各样的压波长的人工微结构电磁单元按照某种周期的或非周期的方式排列构成，具有自然界中常规材料所不具备的诸多奇异物理性质，其电和磁响应可以任意调节。
4.目前，结合特异介质的磁环偶极矩存在投入应用难度大、成本高等问题；因此，有必要研发一种低成本，易操控的利用自旋冰产生环偶极矩场及电磁势的方法。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用人工自旋冰产生环偶极矩场及电磁势的方法。
6.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法，所述自旋冰结构为由n（n≥2）个条形磁体组成的环形结构，所述n个条形磁体的磁性方向构成头尾相接的环形；于所述n个条形磁铁之间的环内平面空间，分布环偶极矩场及电磁势。
7.上述条形磁体的磁性可以为永磁材料产生的静态磁性，也可以为通电螺线管产生的动态频率磁性。
8.上述条形磁体的形状包括圆柱体、长方体、正方体。
9.上述条形磁体的尺寸可以为微观的微纳尺度，也可以为宏观尺度。
10.上述条形磁体的尺寸宏观值为8
–
12厘米长、3-5厘米宽、1-3厘米厚，微观值为150
–
350纳米长、50
–
150纳米宽， 10
–
30纳米厚。
11.上述条形磁体内部的磁化方向沿长边方向。
12.上述环偶极矩场及电磁势的应用：作用、加载于放置在环内平面空间的目标物体上。
13.进一步的，上述目标物包括固体、液体，或容器内的固体、液体。
14.再进一步的，上述容器的材质包括不锈钢、碳钢，所述液体包括水基液体、油基液体。
15.本发明的有益之处在于：本发明的一种利用人工自旋冰产生环偶极矩场及电磁势的方法，利用多个条形磁
铁依次以首尾相连的方式组成自旋冰环形结构，其条形磁体的磁性方向构成头尾相接的环形，进而产生环偶极矩场及电磁势；并可利用该人工自旋冰结构产生的环偶极矩场及传播电磁势可以作为量子信息超辐射场对空间和物质进行静态改性和动态调控，例如：分子和蛋白质复合物等。另外，利用该人工自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势可以通过加载到流经位于人工自旋冰结构中心管道的液体中并传播出去。
16.本发明的利用人工自旋冰产生环偶极矩场及电磁势的方法，其结构简单，使用方便，于微观和宏观结构中均可使用，使用范围广，效果好，具有很轻的实用性和广泛的适用性。
附图说明
17.图1为条形磁铁及其磁化方向的结构示意图。
18.图2为n=2、3、4、5、6的自旋冰结构的示意图。
19.图3为n=4的自旋冰结构（图a）及沿图（a）中垂直/水平虚线的环偶极矩场强分布（图b）。
20.图4为n=3、4的自旋冰内部环偶极矩场及电磁势加载到目标物体的结构示意图。
21.图5为n=3、4的自旋冰内部环偶极矩场及电磁势加载到管道中液体的结构示意图。
22.附图中标记的含义如下：1、条形磁铁，2、磁化方向，3、目标物体，4、管道，5、液体。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
24.利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法，由n（n≥2）个条形磁体组成的自旋冰环形结构，且 n个条形磁体的磁性方向依次按逆时针或顺时针构成头尾相接的环形；于n个条形磁铁1之间的环内平面空间，分布产生的环偶极矩场及电磁势。
25.如图1所示，为条形磁铁1及其磁化方向2的结构示意图；条形磁体的磁性有两个方向，均沿着磁体的长边方向，即图1中的磁化方向2（箭头）有两个方向。
26.如图2所示，为当n取值2、3、4、5、6时，条形磁体构成的自旋冰结构示意图。图中，相邻条形磁体的磁化方向2按照头尾相接的方式组成逆时针方向。根据使用需求，磁化方向2也可按照头尾相接的方式组成顺时针方向。其中，条形磁体的磁性可以为永磁材料产生的静态磁性，也可以为通电螺线管产生的动态频率磁性。条形磁体的形状可以为圆柱体、长方体、正方体等。条形磁体的尺寸可以为微观的微纳尺度，也可以为宏观尺度。
27.本发明的自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势主要分布在：由条形磁体围起来的内部平面空间内。如图3所示，为n = 4的自旋冰结构的空间排布，沿图a中的水平/垂直虚线方向，环偶极矩场及电磁势的变化规律相同，强度都是先增加后减小，在中心处达到最大值，如图 b所示。
28.本发明的自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势，可以作用、加载到放置在由n个条形磁体围起来的内部空间内的目标物体3上。如图4所示，以n = 3和4的自旋冰结构情况为例，由自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势可以作用、加载到目标物体3中，从而对其进行改性。实际使用时，当图4中相邻条形磁体的磁化方向2构成逆时针方向或者顺时针方向时，都可以将环偶极矩场及电磁势加载到目标物体3；目标物体3可以是固体、液体、容器
等；目标物体3的外观形状可以是任意形状。
29.本发明的自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势，也可以作用、加载到放置在由条形磁体围起来的内部空间的管道中的液体。如图5所示，以n = 3和4的自旋冰结构为例：由自旋冰结构产生的环偶极矩场及电磁势可以作用、加载到流经管道4的液体5。实际使用时，当图5中相邻条形磁体的磁化方向2构成逆时针方向或者顺时针方向时，都可以将环偶极矩场及电磁势加载到流经管道4的液体5；管道4可以是不同材质，如不锈钢管道、碳钢管道等；液体5可以是水基液体、油基液体等。
30.实施例1以微观为例，条形磁铁1的长度为150
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350纳米，宽度为50
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150 纳米，厚度为 10
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30 纳米。取优选值20纳米长、80纳米宽、20纳米厚为例。
31.取4个条形磁铁1依次排在边长为500纳米的正方形的4条边上，条形磁铁1的长边与正方形边长平行组成环状，如图2中n=4的情形。每个条形磁铁1内部的磁化方向2均沿长边方向且按照头尾相接的方式形成磁化方向2的闭环。在用外加磁场对条形磁体进行磁化时，磁场要足够大（》1特斯拉）能够将条形磁体沿长边方向饱和磁化。
32.在正方形正中心处产生的环偶极矩场及电磁势的相对强度是边界处的1000倍。
33.实施例2以宏观为例，条形磁铁1的长度为8
ꢀ–ꢀ
12厘米，宽度为3-5厘米，厚度为1-3里面。取优选值10厘米长，4厘米宽，2厘米厚为例。
34.取4个条形磁铁1依次排在边长为17厘米的正方形的4条边上，条形磁铁1的长边与正方形边长平行组成环状，如图2中n=4的情形。每个条形磁铁1内部的磁化方向2均沿长边方向且按照头尾相接的方式形成磁化方向2的闭环。在用外加磁场对条形磁体进行磁化时，磁场要足够大（》2特斯拉）能够将条形磁体沿长边方向饱和磁化。
35.在正方形正中心处产生的环偶极矩场及电磁势的相对强度是边界处的10000倍。
36.实施例3基于实施例2，将500毫升自来水静置于实施例2的环形磁铁环中心。在环偶极矩场及电磁势加载72小时候后，经过核磁共振谱半幅宽测定水的半幅宽由120 hz降低为90 hz。
37.可以定性地证明实施例2的结构装置能够减小水团簇的大小，提高水质。减小水团簇可以提高水的活性，增强渗透力、扩散力、溶解力、含氧量等。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法，其特征在于，所述自旋冰结构为由n（n≥2）个条形磁体组成的环形结构，所述n个条形磁体的磁性方向构成头尾相接的环形；于所述n个条形磁铁之间的环内平面空间，分布环偶极矩场及电磁势。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条形磁体的磁性可以为永磁材料产生的静态磁性，也可以为通电螺线管产生的动态频率磁性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条形磁体的形状包括圆柱体、长方体、正方体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条形磁体的尺寸可以为微观的微纳尺度，也可以为宏观尺度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述条形磁体的尺寸：宏观值为8
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12厘米长、3-5厘米宽、1-3厘米厚，微观值为150
–
350纳米长、50
–
150纳米宽， 10
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30纳米厚。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条形磁体内部的磁化方向沿长边方向。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环偶极矩场及电磁势的应用：作用、加载于放置在环内平面空间的目标物体上。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标物包括固体、液体，或容器内的固体、液体。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述容器的材质包括不锈钢、碳钢，所述液体包括水基液体、油基液体。

技术总结
本发明的利用自旋冰结构产生环偶极矩场及电磁势的方法，自旋冰结构为由N（N≥2）个条形磁体组成的环形结构，N个条形磁体的磁性方向构成头尾相接的环形；于N个条形磁铁之间的环内平面空间，分布环偶极矩场及电磁势。其利用多个条形磁铁依次以首尾相连的方式组成自旋冰环形结构，进而产生环偶极矩场及电磁势；并可将产生的环偶极矩场及电磁势作用于置于环形结构内的目标物上，可以作为量子信息超辐射场对空间和物质进行静态改性和动态调控，或加载到流经位于人工自旋冰结构中心管道的液体中并传播出去。其结构简单，使用方便，于微观和宏观结构中均可使用，使用范围广，效果好，具有很轻的实用性和广泛的适用性。有很轻的实用性和广泛的适用性。有很轻的实用性和广泛的适用性。


技术研发人员：马付胜 郑文林
受保护的技术使用者：水尚智慧科技（南京）有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/31