doi.org/10.1038/s41467-024-48390-2
Credibilidade: 999
#Ressonância
Pesquisadores da Universidade de Mainz e da Universidade da Califórnia, Berkeley, fizeram avanços significativos na espectroscopia de ressonância magnética nuclear de campo zero, estabelecendo novos padrões para benchmarking de cálculos de química quântica.
Qual é a estrutura de uma molécula específica? E como as moléculas interagem umas com as outras? Os pesquisadores frequentemente recorrem à espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) para responder a essas perguntas A RMN utiliza um poderoso campo magnético externo para alinhar os spins dos núcleos atômicos.
Esses spins alinhados são então induzidos girando por um campo magnético oscilante fraco produzido pelas bobinas Uma mudança na tensão como resultado, pode ser convertido em frequências mensuráveis.
Com base nisso, os pesquisadores podem identificar as estruturas moleculares e, ao mesmo tempo, revelar certas informações sobre as interações de spin nuclear.
No entanto, esse tipo de investigação requer campos magnéticos muito fortes gerados por dispositivos massivos, que são, por si só, difíceis de instalar e manter Ao mesmo tempo, mesmo com equipamentos tão elaborados, ainda é difícil analisar núcleos quadrupolares, que são o tipo de núcleo mais abundante na natureza.
No caso da ressonância magnética nuclear de campo zero (RMN de campo zero) , não há necessidade de um poderoso campo magnético externo Aqui, os acoplamentos intramoleculares entre os spins de núcleos magneticamente ativos são a interação mecânica quântica predominante.
As linhas espectrais são, portanto, mais estreitas e nítidas, e as amostras podem até ser investigadas em recipientes feitos de metal ou outros materiais A espectroscopia de RMN de campo zero é agora usada para monitorar reações em recipientes metálicos ou para análise de plantas; também tem aplicações promissoras na medicina.
No entanto, para poder medir as pequenas interações entre os spins, é necessário fornecer proteção contra o campo magnético da Terra, o que é uma tarefa complexa por si só.
Configuração experimental simples, porém mais precisa.
A Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) e o Helmholtz Institute Mainz (HIM), em colaboração com colegas da Universidade da Califórnia, Berkeley, conseguiram recentemente medir núcleos quadrupolares usando RMN de campo zero, um cátion que desempenha um papel importante em diversas aplicações”, disse a Dra.Danila Barskiy, chefe da equipe JGU.
“Esperamos que no futuro seremos capazes de detectar essas moléculas mesmo em ambientes complexos, como reatores e recipientes de metal” Os pesquisadores conseguiram conceber um sistema que envolve simplesmente a mistura de sais de amônio com água e a adição de várias quantidades de deutério.
Os espectros individuais foram então registrados e analisados.
Para esta análise, os cientistas usaram um magnetômetro disponível comercialmente – não maior que uma unha – em um sistema analítico compacto construído em casa com blindagem magnética Medições de precisão para testar teorias existentes Os pesquisadores também examinaram outra questão interessante: até que ponto o número de átomos de deutério em uma molécula de amônio influencia o espectro e as características de relaxamento dos spins? Como destacou Romu00e1n Picazo-Frutos, aluno do Instituto de Física da JGU e principal autor da publicação correspondente: “Usando nosso método, é possível determinar frequências de ressonância com um nível de precisão muito alto.
Porque os resultados produzido por esta técnica pode ser comparado com outros dados experimentais, ele pode ser usado para benchmarking de cálculos de química quântica Esperamos que nosso sistema se torne uma prática padrão em um futuro próximo” Embora as previsões baseadas nas teorias atuais se correlacionem estreitamente com os resultados obtidos pelo equipe, há pequenos desvios “O trabalho realizado pela equipe ampliou consideravelmente a gama de moléculas que podem ser analisadas por meio de técnicas de RMN de campo zero a ultrabaixo Pode até contribuir para o desenvolvimento de aplicações inovadoras que poderiam ser usadas investigar os núcleos de átomos com números atômicos pequenos por meio de seu decaimento gama radioativo”, concluiu o professor Dmitry Budker da JGU
Publicado em 15/07/2024 16h06
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