地球有兩極，地磁場(chǎng)無(wú)處不在。在生物科學(xué)、空間科學(xué)、地球物理、航天工程、國(guó)防工業(yè)、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域，很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要在一個(gè)沒(méi)有地磁場(chǎng)的零磁環(huán)境下才能開(kāi)展，如心磁腦磁測(cè)試儀的運(yùn)用、原子鐘的測(cè)量精度……在屏蔽了地磁場(chǎng)和其它環(huán)境磁場(chǎng)的情況下，對(duì)單一特定目標(biāo)自身產(chǎn)生的磁信號(hào)進(jìn)行探測(cè)研究，才能更準(zhǔn)確地了解事物的內(nèi)在本質(zhì)特征。

長(zhǎng)期以來(lái)，零磁環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置的市場(chǎng)一直被德國(guó)、瑞士等國(guó)家的企業(yè)所壟斷，我國(guó)在該領(lǐng)域的研究和工程建設(shè)上缺乏經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有健全的性能參數(shù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)體系，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)“剩磁”指標(biāo)長(zhǎng)期徘徊在幾十納特(nT)，而技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家的指標(biāo)可以控制在10nT以內(nèi)。在零磁屏蔽技術(shù)應(yīng)用中，nT值越低，代表著環(huán)境越干凈、干擾越少、技術(shù)越先進(jìn)。因此，技術(shù)上的差距直接影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在一定程度上成為了制約我國(guó)相關(guān)科學(xué)研究和生產(chǎn)制造領(lǐng)域發(fā)展的“卡脖子”問(wèn)題。

安方高科電磁安全技術(shù)（北京）有限公司（簡(jiǎn)稱：安方高科）作為國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、資質(zhì)齊全的電磁信息安全裝備領(lǐng)軍企業(yè)，因具備研制高等級(jí)的電磁屏蔽防護(hù)產(chǎn)品及承建電磁安全防護(hù)工程的技術(shù)實(shí)力，受邀承接北京航空航天大學(xué)的課題任務(wù)，致力研發(fā)國(guó)際最高技術(shù)指標(biāo)的零磁工程。

歷經(jīng)一年多的潛心探索，安方高科與北京航空航天大學(xué)慣性導(dǎo)航國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作開(kāi)發(fā)的“超高靈敏極弱磁場(chǎng)”超大空間近零磁屏蔽實(shí)驗(yàn)室，從設(shè)計(jì)、仿真、材料、工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化自主可控，突破了國(guó)內(nèi)零磁屏蔽技術(shù)瓶頸，為國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐。

零磁屏蔽效能

比肩國(guó)際先進(jìn)水平

超大空間零磁屏蔽工程的核心原理就是“磁屏蔽原理”，將鐵磁材料做成罩殼，放在外磁場(chǎng)中，因?yàn)檎謿ご艑?dǎo)率是空氣磁導(dǎo)率的幾千倍，所以絕大部分磁通從罩殼的壁內(nèi)通過(guò)，而罩殼內(nèi)的空腔中，磁通很少，從而達(dá)到磁屏蔽的目的。

磁屏蔽示意圖

在實(shí)際建造過(guò)程中，安方高科通過(guò)采用復(fù)合新材料打造一個(gè)類似“鐵盒子”的空間，這些復(fù)合新材料可以自動(dòng)屏蔽地磁場(chǎng)和外界的干擾磁場(chǎng)，讓空間內(nèi)磁場(chǎng)環(huán)境保持相對(duì)的干凈。安方高科通過(guò)自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)第一家大尺寸基礎(chǔ)板疊裝工藝，最大程度保障了零磁空間的性能。此項(xiàng)技術(shù)工藝綠色環(huán)保，不受場(chǎng)地約束，響應(yīng)周期短，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，并申請(qǐng)了專利保護(hù)。

剩磁、磁噪聲指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平

因?yàn)榇牌帘尾豢赡軐⒋磐ㄍ耆`在磁屏蔽材料內(nèi)部，總會(huì)有些磁通漏進(jìn)空腔里，為了解決磁通泄漏問(wèn)題，超大空間零磁屏蔽工程采用多層屏蔽，將空腔里的殘余磁通一次次地屏蔽掉，達(dá)到更好的屏蔽效果。

經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的嚴(yán)格測(cè)試，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)中心點(diǎn)剩磁小于5nT，中心點(diǎn)附近檢測(cè)區(qū)域剩磁小于10nT，磁傳感器的靈敏度≤15fT/Hz1/2，剩磁波動(dòng)小于±0.1nT，整體呈現(xiàn)高度均勻性，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。

工藝創(chuàng)新，提高材料屏蔽效能

建設(shè)零磁工程，材料的磁導(dǎo)率越高，屏蔽效果越好。因此，前期需要對(duì)材料的磁性能進(jìn)行測(cè)試，篩選出符合工程技術(shù)指標(biāo)的導(dǎo)磁材料，中期通過(guò)合理的熱處理工藝改善材料的使用性能，后期采用超精密的預(yù)制裝配式工藝，可以減少縫隙，實(shí)現(xiàn)快速拼裝及拆卸，既避免了大薄板焊接、變形、熱處理難等諸多問(wèn)題，又大大提升了工程的裝配效率，極大限度確保零磁空間的效能。

相比于原工藝，通過(guò)預(yù)制裝配式工藝構(gòu)建的零磁空間，整體提升了5dB的磁屏蔽效能值。

科研成果，連獲3項(xiàng)國(guó)家專利授權(quán)

近兩年，超大空間零磁屏蔽工程中的《一種低頻屏蔽裝置》《一種高導(dǎo)磁換氣裝置》《一種弱磁地基更換方法及弱磁實(shí)驗(yàn)室》等三項(xiàng)技術(shù)成功獲得國(guó)家專利授權(quán)，為推動(dòng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供了知識(shí)產(chǎn)權(quán)保障。

應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

實(shí)現(xiàn)從0到1的創(chuàng)新

基于超大空間零磁屏蔽工程中的超高靈敏極弱磁場(chǎng)、慣性測(cè)量科學(xué)裝置的技術(shù)，利用極弱磁場(chǎng)環(huán)境、超高靈敏磁測(cè)量和精密磁場(chǎng)操控方法，開(kāi)展“零磁”環(huán)境下的醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究，有望發(fā)現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、揭示新的作用機(jī)理、建立新的系統(tǒng)理論，產(chǎn)生一系列從“0”到“1”的技術(shù)創(chuàng)新。

。

在生物醫(yī)學(xué)方面，醫(yī)療健康設(shè)備的“心磁圖”、“腦磁圖”就是需要在零磁環(huán)境中使用的檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)在非介入、非接觸的診斷過(guò)程中,利用采集患者自己發(fā)出的生物磁信號(hào)源，采用經(jīng)過(guò)算法形成的3D圖像信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體功能信息的精準(zhǔn)檢測(cè)和成像，通過(guò)分辨信息的微弱變化，為心臟、腦、腫瘤等重大疾病的臨床診斷開(kāi)啟無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的檢測(cè)體驗(yàn)，為攻克診療難題提供助力。

同時(shí)，超高靈敏極弱磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)可以定量分析磁場(chǎng)對(duì)生物的作用過(guò)程和機(jī)理，如小麥的生物效應(yīng)研究，可以觀測(cè)到零磁環(huán)境對(duì)植物的基因轉(zhuǎn)錄、增殖分化的影響、探明磁場(chǎng)參與調(diào)控生命進(jìn)程的作用機(jī)制。

磁場(chǎng)還影響了化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)物的選擇性，在零磁條件下晶體沿著系統(tǒng)內(nèi)的自由能自發(fā)的對(duì)外輸出能量，快速生長(zhǎng)成為MnOOH納米線。如果基于零磁環(huán)境，將磁場(chǎng)精密測(cè)量技術(shù)和弱磁場(chǎng)精密磁操控技術(shù)相結(jié)合,對(duì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)產(chǎn)物及選擇性、新型化學(xué)材料等研究帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的重大突破。

結(jié)語(yǔ)

據(jù)“國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)”指出，零磁相關(guān)的大科學(xué)裝置研發(fā)契合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的需求，是支撐我國(guó)走向世界科技前沿的一大重要支撐。雖然我國(guó)零磁空間的需求還屬于萌芽階段，但安方高科始終如一堅(jiān)守創(chuàng)新和推廣，為將來(lái)的零磁與醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)的成熟開(kāi)發(fā)提供充足的保障能力。

未來(lái)，隨著對(duì)零磁屏蔽環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)的全面掌握與自主實(shí)現(xiàn)，必將順勢(shì)引爆國(guó)內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生、地球物理、航天工程以及國(guó)防建設(shè)等諸多領(lǐng)域?qū)Α傲恪贝怒h(huán)境的設(shè)計(jì)建設(shè)需求。安方高科，踐行“大國(guó)工匠”精神，致力中國(guó)智造！

關(guān)于安方高科

安方高科電磁安全技術(shù)（北京）有限公司初創(chuàng)于1996年，始終專注于電磁信息安全防護(hù)領(lǐng)域，是專業(yè)從事電磁安全防護(hù)和信息安全產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。具備高等級(jí)電磁屏蔽防護(hù)產(chǎn)品、材料和高性能信息安全處理平臺(tái)的自主研發(fā)能力。并擁有承建國(guó)內(nèi)最高防護(hù)等級(jí)和復(fù)雜集成要求的綜合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力及豐富的案例實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

企業(yè)自成立以來(lái)，共獲得了100余項(xiàng)國(guó)家發(fā)明和實(shí)用新型專利，榮獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，其它等級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)十項(xiàng)。參與編研了十余項(xiàng)國(guó)家和部委標(biāo)準(zhǔn)。多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)居于國(guó)際先進(jìn)水平，多項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。