Kernspinresonanz ist ein wichtiges Hilfsmittel der Materialforschung. Die zu untersuchende Probe wird in ein Magnetfeld gebracht, welches mit den Spins der das Material aufbauenden Atomkerne eine Wechselwirkung eingeht. Dadurch wird charakteristische Strahlung im Radiofrequenzbereich erzeugt, welche von Detektoren nachgewiesen und Elementen zugeordnet werden kann. Somit kann der Aufbau einer Substanz genau bestimmt werden. Ein Problem bisheriger Kernspinresonanzuntersuchungen ist die geringe Signalstärke, die oft nur knapp über dem Hintergrundrauschen der Detektoren liegt. Dies führte oft zu wochenlangen Analysen ein und desselben Materials und der Anwendung statistischer Mittelungen. Mit der neuen Methode ist dies nun überflüssig, und somit können Analysen viel schneller durchgeführt und abgeschlossen werden.
Einem internationalen Forscherteam von der Ohio State University ist eine große Verbesserung herkömmlicher Kernspinresonanzanalysen gelungen: Die Forscher rotieren die zu untersuchenden Materialien während der Analyse mit mehreren Tausend Umdrehungen pro Sekunde. Dies führt zu einer dramatischen Verbesserung des Kernspinresonanzsignals und zu schnelleren Ergebnissen, berichten Philip Grandinetti und seine Kollegen im Fachmagazin Journal of Chemical Physics.
Bei typischen Drehzahlen von 30.000 Umdrehungen pro Sekunde gewinnen selbst schwache Kernspinresonanzsignale ein Vielfaches an Stärke, was zu einer enormen Vereinfachung von Materialanalysen führt. Die Forscher hoffen, dadurch bisher nicht mit Kernspinresonanz erforschte Materialien für diese Analysemethode verfügbar zu machen, so zum Beispiel Gesteinsproben in unmittelbarer Nachbarschaft von radioaktiven Abfalllagern.
Stefan Maier
