05.06.2010
Немецкие исследователи (Германия, Аахен, the RWTH) во главе с Федерико Казановой разработали легкий источник постоянного поля на основе постоянных магнитов, который не только помещается в руке, но и подходит для спектрометров ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Как отмечено в журнале Angewandte Chemie, с его помощью можно изготовить портативные ЯМР-инструменты с высоким разрешением.
ЯМР-спектрометрию с высоким разрешением используют для точного определения молекулярной структуры материалов. Но для получения высокого разрешения требуются очень сильные магнитные поля, которые генерируют сверхпроводящие электромагниты.
Однако они очень громоздкие и работают с дополнительным криогенным и экранирующим оборудованием. Используя современные усовершенствованные постоянные магниты, можно изготовить небольшие переносные приборы. Но у сверхпроводящих магнитов меньшего размера уменьшается область генерации однородного магнитного поля, объясняет Казанова. В этом случае можно изучать образцы небольшого размера, что, в свою очередь, влияет на соотношение сигнал-шум.
Команда из Аахена разработала маленький источник постоянного поля весом всего500 граммов с однородным магнитным полем, которое позволяет использовать стандартную трубу ЯМР. Ученые использовали идею Клауса Хальбаха (Klaus Halbach, Berkeley), который предложил и разработал конструкцию постоянного магнита, в котором магнитный поток концентрируется с одной стороны). Отдельные магнитные блоки собраны таким образом, что создают однородное магнитное поле внутри цилиндра, подстраивая направление намагниченности.
Ученые соединили три кольца Хальбаха, специально подобрав их диаметр, чтобы скомпенсировать искривление магнитного поля на концах внутренней цилиндрической камеры. Чтобы избежать неоднородности магнитного поля, вызванные строением материала, кольца составляют из трапециевидных магнитных блоков из самария-кобальта, между которыми размещены прямоугольные магниты, которые могут механически подстраивать магнитное поле.
Спектры, которые мы получаем, рассказывает Казанова, показывают, что наш мини источник постоянного поля подходит для ЯМР-спектроскопии высокого разрешения с трубами стандартного размера. Это позволит использовать ее в портативных приборах.
Federico Casanova, et al. Small Magnets for Portable NMR Spectrometers, Angewandte Chemie International Edition 2010, 49, No. 24, 4133-4135,
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201000221.
http://www.physorg.com/news194508912.html
