Un team di ricercatori dell'Istituto di scienze fisiche e matematiche e tecnologie dell'informazione della Immanuel Kant Baltic Federal University (BFU), insieme ai loro colleghi della Gebze Technical University, ha utilizzato la risonanza magnetica nucleare per rilevare liquidi contenenti azoto tossici e infiammabili. Lo studio è stato pubblicato su Fisica Chimica .

La risonanza magnetica nucleare (NMR) è l'effetto dell'assorbimento o dell'emissione di energia da parte di una sostanza che contiene nuclei con spin diverso da zero nel suo campo magnetico esterno. L'insieme delle linee di risonanza è individuale per ogni sostanza e serve per l'identificazione. Più forte è il campo magnetico, più informazioni i ricercatori possono determinare sulla struttura della sostanza. I segnali NMR più intensi si osservano nei nuclei di idrogeno.

I fisici hanno suggerito un nuovo metodo per rilevare esplosivi e liquidi tossici contenenti azoto basato sul metodo di rilassamento NMR in un basso campo magnetico su nuclei di azoto ¹⁴ N. Hanno anche sviluppato un protocollo di misurazioni che può essere utilizzato nelle procedure di screening di sicurezza. Secondo gli scienziati, tradizionale ¹ Il metodo H NMR non può essere utilizzato in un checkpoint perché l'attrezzatura è troppo massiccia e costosa, e l'analisi richiede troppo tempo. Il metodo basato sullo studio ¹⁴ I segnali di rilassamento N NMR (rilassometria NMR) prevedono un diverso approccio tecnico riducendo i costi di installazione e funzionamento e velocizzando i processi analitici. Un altro vantaggio dell'approccio suggerito è l'analisi di ¹⁴ Segnali di rilassamento N NMR che non dipendono dall'interazione intermolecolare e dipendono solo leggermente dalla concentrazione della sostanza.

Nel loro lavoro, gli scienziati hanno misurato il ¹⁴ N NMR tempi di rilassamento nei liquidi. Hanno analizzato tre gruppi di sostanze contenenti azoto:liquidi esplosivi e infiammabili, composti con un gruppo nitrato (azoto legato con tre atomi di ossigeno); e sostanze tossiche con un atomo di azoto non legato all'ossigeno. Di conseguenza, gli scienziati hanno scoperto una serie di valori del tempo di rilassamento tipici di esplosivi e sostanze tossiche. Questo intervallo può essere utilizzato per la loro identificazione.

"In questo lavoro abbiamo dimostrato che ¹⁴ N NMR è un metodo efficiente per rilevare grandi quantità di sostanze pericolose contenenti azoto. Abbiamo risolto una serie di problemi tecnici associati alla bassa frequenza di risonanza e alle ampie bande di spettro NMR. Siamo anche riusciti a rilevare con successo ¹⁴ Segnali N NMR da diverse sostanze a base di azoto e ottenimento di parametri di rilassamento del segnale. La maggior parte dei liquidi tossici e infiammabili misurati nel nostro lavoro sono caratterizzati da brevi tempi di rilassamento. In questo modo possono essere separati da altri materiali relativamente sicuri. Un importante vantaggio del metodo di rilassometria NMR suggerito è il breve tempo necessario per rilevare sostanze pericolose, "dice la professoressa Galina Kupriyanova, l'autore dello studio, e dottore in fisica e matematica.

Secondo i ricercatori, I moderni dispositivi portatili di rilassometria NMR sono abbastanza precisi da rilevare sostanze pericolose ai posti di blocco.