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新的核磁共振方法使监测金属容器中的化学反应成为可能

核磁共振(NMR)应用广泛。在化学领域,核磁共振波谱是用于分析目的的标准应用,而在医学领域,磁共振成像(MRI)用于观察人体的结构和新陈代谢。Johannes Gutenberg大学(JGU)和Helmholtz Institute (HIM)的科学家与来自俄罗斯新西伯利亚的访问研究者合作,开发了一种观察化学反应的新方法。

为了达到这个目的,他们使用了核磁共振波谱,但有一个不同寻常的转折:这里没有磁场。这种技术有两个优点。首先,我们能够分析金属容器中的样品,同时,我们可以检测由不同类型成分组成的更复杂的物质。”“我们认为,当涉及到实际应用时,我们的概念可能非常有用。”

作为一种化学技术,核磁共振波谱用于分析物质的组成和确定其结构。高场核磁共振是常用的方法,可以对样品进行无损检测。然而,这种方法不能用于观察金属容器中的化学反应,因为金属起到了屏蔽作用,阻止了相对高频率的穿透。因此,核磁共振样品容器通常由玻璃、石英、塑料或陶瓷制成。此外,含有多于一种成分的非均质样品的高场核磁共振谱往往较差。有更先进的概念,但这些概念往往有缺点,即它们不能使对反应的现场监测成为可能。

利用零到超低场磁共振提出了一种解决方案

因此,由教授Dmitry Budker领导的团队提出了使用零到超低场核磁共振(简称ZULF NMR)来解决这一问题。在这种情况下,由于没有强大的外部磁场,金属容器不会产生屏蔽效果。研究小组在他们的实验中使用了钛试管和传统的玻璃核磁共振试管进行比较。在每一种情况下,富含对羟基的氢气被泡入液体中,引发液体分子和氢气之间的反应。

结果表明,采用ZULF NMR可以方便地监测钛管内的反应。有可能观察正在进行的反应的动力学与高光谱分辨率,同时不断鼓泡副氢气。研究人员在发表在权威科学杂志《Angewandte Chemie International Edition》上的文章中写道:“我们预计,ZULF NMR将应用于操作的催化、原位反应监测以及现实条件下的化学反应机理研究。”

三新西伯利亚国际摄影中心的研究人员也参与了这个项目,即Igor诉Koptyug教授、访问学者在美因茨的他,Dudari b . Burueva Koptyug的博士生,他们也是一个访问学者的共同第一作者发表的研究中,和Kirill诉Kovtunov博士。“不幸的是,我们的同事Kirill Kovtunov在准备出版手稿时去世了。他的贡献对我们来说非常重要。此外,他和JGU的一组年轻科学家,即联合第一作者James Eills博士和John W. Blanchard博士,以及博士生Antoine Garcon和Roman Picazo Frutos也参与了该研究项目。

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