核磁共振(NMR)被廣泛應(yīng)用。在化學(xué)領(lǐng)域，核磁共振光譜法通常用于分析目的，而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，磁共振成像(MRI)用于觀察體內(nèi)的結(jié)構(gòu)和新陳代謝。約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)美因茨大學(xué)(JGU)和亥姆霍茲研究所美因茨大學(xué)(HIM)的科學(xué)家與來自俄羅斯新西伯利亞的訪問研究人員合作，開發(fā)了一種觀察化學(xué)反應(yīng)的新方法。

為此，他們使用NMR光譜法，但有一個(gè)不尋常的扭曲：沒有磁場(chǎng)。該技術(shù)負(fù)責(zé)人Dmitry Budker教授說：“這項(xiàng)技術(shù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，我們能夠分析金屬容器中的樣品，同時(shí)可以檢查由不同類型的成分組成的更復(fù)雜的物質(zhì)。”基于美因茨的小組。“我們認(rèn)為我們的概念在實(shí)際應(yīng)用中可能非常有用。”

作為化學(xué)技術(shù)，NMR光譜用于分析物質(zhì)的組成并確定其結(jié)構(gòu)。經(jīng)常使用高場(chǎng)NMR，它可以對(duì)樣品進(jìn)行無損檢查。但是，該方法不能用于觀察金屬容器中的化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)榻饘倏梢云鸬狡帘巫饔?，從而防止較高頻率的穿透。因此，NMR樣品容器通常由玻璃，石英，塑料或陶瓷制成。此外，含有一種以上組分的異質(zhì)樣品的高場(chǎng)NMR光譜往往很差。有一些更高級(jí)的概念，但是這些概念通常具有以下缺點(diǎn)：它們無法對(duì)反應(yīng)進(jìn)行原位監(jiān)視。

提出使用零場(chǎng)至超低場(chǎng)磁共振作為解決方案

因此，由德米特里·布德克(Dmitry Budker)教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組建議使用零場(chǎng)至超低場(chǎng)核磁共振(ZULF NMR)來解決這些問題。在這種情況下，由于沒有強(qiáng)外部磁場(chǎng)，金屬容器將不會(huì)產(chǎn)生屏蔽作用。該研究小組在實(shí)驗(yàn)中使用了鈦試管和常規(guī)玻璃NMR試管進(jìn)行比較。在每種情況下，將富含對(duì)位氫的氫氣鼓入液體以引發(fā)其分子與氫氣之間的反應(yīng)。

結(jié)果表明，使用ZULF NMR可以輕松監(jiān)測(cè)鈦管中的反應(yīng)。在連續(xù)鼓入對(duì)氫氣體的同時(shí)，可以高光譜分辨率觀察正在進(jìn)行的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。“我們預(yù)計(jì)ZULF NMR將在操作和原位反應(yīng)監(jiān)測(cè)的催化領(lǐng)域以及在現(xiàn)實(shí)條件下化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究中得到應(yīng)用，”研究人員在發(fā)表在領(lǐng)先科學(xué)期刊Angewandte Chemie上的文章中寫道。國際版。

來自新西伯利亞國際斷層攝影中心的三名研究人員也參與了該項(xiàng)目，分別是美因茲HIM的訪問學(xué)者Igor V. Koptyug教授，Koptyug的博士候選人Dudari B. Burueva，他也是訪問學(xué)者和聯(lián)合研究員。現(xiàn)在發(fā)表的研究的第一作者，以及Kirill V. Kovtunov博士。“很遺憾，我們的同事基里爾·科夫圖諾夫(Kirill Kovtunov)在為該出版物撰寫手稿時(shí)就去世了。他的貢獻(xiàn)對(duì)我們非常重要，”德米特里·布德克(Dmitry Budker)教授承認(rèn)。此外，來自HIM和JGU的一群年輕科學(xué)家合作開展了這項(xiàng)研究項(xiàng)目，即聯(lián)合第一作者James Eills博士和John W. Blanchard博士，以及博士候選人Antoine Garcon和RománPicazo Frutos。