Erste Förderperiode 2016-2019:

B10  Spin+Chemical Sensing: Transfer von Drehimpulsen zwischen Elektronen- und Kernspins zur NMR-Signalverstärkung

Dr. Kerstin Münnemann (Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, RPTU)
Prof. Dr.- Ing. Hans Hasse (Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, RPTU)
 

Im Projekt B10 werden Dynamic Nuclear Polarization (DNP)-Techniken zur Signalverbesserung in der Kernspinresonanz (NMR) eingesetzt. DNP-Techniken ermöglichen die Überwindung der inhärent niedrigen Kernspinpolarisation und bieten große Signalverstärkungen durch die Erzeugung eines nicht-gleichgewichtigen hyperpolarisierten Zustands. Die Nutzung dieses Nicht-Gleichgewichtsphänomens zur quantitativen Analyse von technischen Systemen ist eine vielversprechende, ungelöste Aufgabe. Spin+X bietet aufgrund seines einzigartigen, tiefgreifenden Ansatzes, der fortschrittliche Theorie, Experimente und Anwendungen miteinander verbindet, einen hervorragenden Rahmen für die Bewältigung dieser Aufgabe. In dem Projekt werden DNP-Hyperpolarisationstechniken mit NMR-Relaxometrie sowie mit Hoch- und Mittelfeld-NMR-Methoden kombiniert. Sowohl die Elektronen-Kernspin-Kopplung selbst als auch ihre technische Anwendung werden untersucht. Ziel ist es, die Sensitivität der NMR-Experimente um ein Vielfaches zu steigern, so dass quantitative Messungen von Komponenten in geringen Konzentrationen oder in kleinen Geometrien wie mikrofluidischen Geräten möglich werden. Dies ist von besonderem Interesse für die neue und vielversprechende Klasse der Benchtop-NMR-Geräte, für die die Signalverstärkung durch DNP ein Durchbruch sein könnte.
 

Ziel 1: Einblicke in die Elektron-Kernspin-Kopplung in komplexen flüssigen Systemen liefern

Ziel 2: DNP in der quantitativen NMR-Spektroskopie ermöglichen und optimieren

Ziel 3: Pionieranwendungen von DNP + NMR-Techniken in der chemischen Reaktionstechnik