La resonancia magnética nuclear (RMN) se emplea en una amplia gama de aplicaciones. En Quimica, La espectroscopia de resonancia magnética nuclear es de uso estándar para fines de análisis, mientras que en el campo de la medicina, La resonancia magnética (IRM) se usa para ver las estructuras y el metabolismo del cuerpo. Científicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) y del Helmholtz Institute Mainz (HIM), trabajando en colaboración con investigadores visitantes de Novosibirsk en Rusia, han desarrollado un nuevo método de observación de reacciones químicas.

Para ello utilizan espectroscopia de RMN, pero con un giro inusual:no hay campo magnético. "Esta técnica tiene dos ventajas. Para empezar, somos capaces de analizar muestras en recipientes metálicos y, al mismo tiempo, podemos examinar sustancias más complejas compuestas por diferentes tipos de componentes, "dijo el profesor Dmitry Budker, jefe del grupo con sede en Mainz. "Creemos que nuestro concepto podría ser extremadamente útil cuando se trata de aplicaciones prácticas".

Como técnica química, La espectroscopia de RMN se utiliza para analizar la composición de sustancias y determinar sus estructuras. La RMN de campo alto se utiliza con frecuencia, que permite el examen no destructivo de muestras. Sin embargo, este método no se puede utilizar para observar reacciones químicas en recipientes metálicos porque el metal actúa como un escudo, impidiendo la penetración de las frecuencias relativamente altas. Por esta razón, Los recipientes para muestras de RMN suelen estar hechos de vidrio, cuarzo, el plastico, o cerámica. Es más, Los espectros de RMN de campo alto de muestras heterogéneas que contienen más de un componente tienden a ser deficientes. Hay conceptos más avanzados, pero a menudo tienen el inconveniente de que no hacen posible el seguimiento in situ de las reacciones.

Uso de resonancia magnética de campo cero a ultrabajo propuesto como solución

El equipo dirigido por el profesor Dmitry Budker ha propuesto el uso de resonancia magnética nuclear de campo cero a ultrabajo, ZULF NMR para abreviar, para sortear los problemas. En este caso, debido a la ausencia de un fuerte campo magnético externo, un recipiente de metal no tendrá un efecto de pantalla. El grupo de investigación utilizó un tubo de ensayo de titanio y un tubo de ensayo de RMN de vidrio convencional para comparar en sus experimentos. En cada caso, Se burbujeó gas hidrógeno enriquecido en para en un líquido para iniciar una reacción entre sus moléculas y el hidrógeno.

Los resultados mostraron que la reacción en el tubo de titanio se podía controlar fácilmente usando ZULF NMR. Fue posible observar la cinética de la reacción en curso con alta resolución espectroscópica mientras se burbujeaba continuamente gas parahidrógeno. "Anticipamos que ZULF NMR encontrará aplicación en el campo de la catálisis para el funcionamiento y el monitoreo de reacciones in situ, así como en el estudio de los mecanismos de reacción química en condiciones realistas, "escriben los investigadores en su artículo publicado en la principal revista científica Edición internacional Angewandte Chemie .

También participaron en el proyecto tres investigadores del Centro Internacional de Tomografía de Novosibirsk, a saber, el profesor Igor V. Koptyug, un académico visitante en HIM en Mainz, Dudari B. Burueva, un candidato a doctorado de Koptyug que también fue un académico visitante y un primer autor conjunto del estudio ahora publicado, y Dr. Kirill V. Kovtunov. "Desafortunadamente, nuestro colega Kirill Kovtunov falleció durante la preparación del manuscrito de esta publicación. Sus aportes fueron muy importantes para nosotros, "reconoció el profesor Dmitry Budker. Además, un grupo de jóvenes científicos de HIM y JGU colaboró ​​en el proyecto de investigación, a saber, el primer autor conjunto, el Dr. James Eills, y el Dr. John W. Blanchard, junto a los doctorandos Antoine Garcon y Román Picazo Frutos.