Notícias

Dec 31, 2023

Entrando em NMR sem o ímã supercondutor

Explorar os mistérios da mecânica quântica certamente parece um empreendimento que

Explorar os mistérios da mecânica quântica certamente parece um empreendimento que requer equipamentos do tamanho de uma sala e racks de eletrônicos, juntamente com grandes baldes de dinheiro, para realizar. E embora isso geralmente seja verdade, há muito que pode ser realizado com um orçamento consideravelmente mais modesto, como demonstra amplamente este espectroscópio de ressonância magnética nuclear tão simples quanto possível.

Primeiras coisas primeiro: a parte "ressonância magnética" de "NMR" tem alguma relação com a ressonância magnética? De fato, sim, pois a técnica de alinhar núcleos em um campo magnético, perturbá-los com um campo eletromagnético e receber os sinais de RF resultantes à medida que os núcleos voltam ao seu estado de rotação original está no centro de ambos. E enquanto os scanners de ressonância magnética e os grandes espectrômetros de NMR usados ​​em laboratórios de química analítica usam campos magnéticos extremamente poderosos, [Andy Nicol] nos mostra que até mesmo o campo magnético da Terra pode ser usado para NMR.

A configuração de RMN de [Andy] não poderia ser mais simples. Consiste em uma bobina de fio de cobre esmaltado enrolada em um tubo de PVC de 40 mm e uma caixa de controle simples com nada mais que uma chave e alguns capacitores. A única coisa interessante é uma interface de áudio USB, que é usada para amplificar e digitalizar o sinal de 2 kHz gerado por átomos de hidrogênio quando eles precessam no campo magnético extremamente fraco da Terra. Um tripé despojado de todas as peças de metal ferroso também é útil, pois essa configuração precisa estar ao ar livre, onde os campos magnéticos interferentes podem ser minimizados. Em uso, a bobina é carregada com uma bateria LiPo por cerca de 10 segundos antes de ser rapidamente trocada para a entrada do amplificador USB. O sinal de ressonância resultante é visualizado usando a exibição em cascata no SDR#.

[Andy] inclui muitas dicas úteis em seu excelente artigo, como ajustar a bobina com capacitores, minimizar o ruído e estimar a frequência de ressonância exata esperada com base na força do campo magnético local. É um ótimo projeto e uma boa explicação de como funciona o NMR. E não é nem de longe tão alto quanto um scanner de ressonância magnética.