La RMN sans champ révèle les secrets des noyaux quadrupolaires

ParisDes chercheurs de l'université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et de l'Institut Helmholtz de Mayence (HIM), en collaboration avec l'université de Californie à Berkeley, ont réalisé une avancée majeure dans le domaine de la résonance magnétique nucléaire (RMN) sans champ. Ils ont réussi à mesurer des noyaux quadrupolaires grâce à cette méthode. Cette nouvelle technique promet d’améliorer considérablement l’étude des structures moléculaires et des interactions sans recourir à de puissants champs magnétiques externes.

Aspects essentiels de leur recherche :

• La RMN sans champ magnétique élimine le besoin d'un champ magnétique puissant.
• Elle offre des lignes spectrales plus étroites et plus nettes.
• Elle permet l'analyse d'échantillons dans des conteneurs métalliques et d'autres environnements complexes.
• La configuration nécessite une protection contre le champ magnétique terrestre.

Sous la méthode NMR traditionnelle, des champs magnétiques puissants sont utilisés pour aligner les spins des noyaux atomiques, nécessitant des appareils volumineux et complexes, difficiles à installer et à entretenir. Malgré les avancées technologiques, l'étude des noyaux quadrupolaires, très répandus, reste compliquée. La RMN en champ nul, en revanche, exploite les interactions entre les spins de ces noyaux sans recourir à des champs magnétiques puissants. Cette nouvelle approche permet une meilleure analyse moléculaire dans des domaines tels que la médecine et l'industrie.

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Ce dispositif expérimental est à la fois innovant et pratique. Il est portable et ne nécessite pas de grande infrastructure. Les chercheurs ont étudié comment le nombre d'atomes de deutérium dans une molécule d'ammonium influence le spectre et les caractéristiques de relaxation du spin. Román Picazo-Frutos, étudiant à l'Université Johannes Gutenberg et principal auteur de l'étude, a expliqué qu'ils ont déterminé avec précision les fréquences de résonance. « Notre méthode nous permet de comparer les calculs de chimie quantique avec les données expérimentales », a déclaré Picazo-Frutos. Les petites divergences par rapport aux prévisions théoriques montrent que les modèles de chimie quantique nécessitent encore des améliorations.

Le professeur Dmitry Budker de l'Université Johannes Gutenberg a souligné l'importance de cette recherche. « Le travail de l'équipe élargit la gamme de molécules analysables grâce aux techniques de RMN à champs nuls ou ultrafaibles. Cela pourrait ouvrir de nouvelles voies pour étudier les atomes à petits numéros atomiques via la désintégration gamma radioactive. »

La RMN à champ nul facilite l'étude des noyaux quadrupolaires et présente de nombreuses applications potentielles dans des situations complexes et des recherches avancées. Cette avancée significative pourrait transformer les pratiques futures en chimie quantique et en spectroscopie RMN. Les scientifiques sont impatients de voir de nouveaux progrès et des applications inédites pour cette approche.