Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klein aber oho

01.06.2010
Leichte, handliche Magnete für tragbare NMR-Spektrometer

Zur präzisen Bestimmung von molekularer Struktur und Dynamik wird gerne die hochauflösende Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR) als leistungsstarkes analytischen Werkzeuge eingesetzt. Um die hohe Auflösung zu erreichen, sind starke Magnetfelder nötig, wie sie von supraleitenden Elektromagneten erzeugt werden. Federico Casanova und seine Kollegen von der RWTH Aachen haben nun einen leichten, nur handgroßen Permanentmagneten für die NMR entwickelt. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, könnte dies der Grundstein für tragbare hochauflösende NMR-Geräte sein.

In den sechziger und siebziger Jahren arbeiteten NMR-Geräte mit Permanentmagneten, die damals aber noch etwa so wuchtig waren wie die supraleitenden Magnete heute. Mit modernen, verbesserten Permanentmagneten ließen sich theoretisch handliche, robuste Geräte bauen. Damit wären NMR-Messungen möglich, die nur dreimal weniger empfindlich wären als mit standardmäßigen supraleitenden Magneten. „Das wäre ein akzeptables Zugeständnis für ein kleines und tragbares NMR-System,“ sagt Casanova. „Allerdings gibt es ein Problem: Wenn der Magnet kleiner wird, nimmt auch der Bereich des homogenen (einheitlichen) Magnetfeldes ab und damit das mögliche Probenvolumen. Eine Verringerung des Probenvolumens beeinträchtigt aber das Verhältnis von Signal zu Rauschen.“

Das Aachener Team hat nun einen kleinen, nur 500 g schweren Permanentmagneten mit einem außergewöhnlich homogenen Magnetfeld entwickelt, das Platz für standardmäßige NMR-Röhrchen bietet. Erfolgsgeheimnis ist eine so genannte Halbach-Anordnung: Einzelne Magnetblöcke werden zu einem Zylinder zusammengefügt, dabei ist die Richtung der Magnetisierung der einzelnen Blöcke so aufeinander abgestimmt, dass im Inneren ein besonders starkes homogenes Magnetfeld entsteht. Die Forscher verbinden drei Halbach-Ringe, deren Durchmesser so optimiert sind, dass die Verzerrung des magnetischen Feldes an den Enden des zylindrischen Innenraumes kompensiert wird. Auf diese Weise entsteht ein ausreichend großes homogenes Magnetfeld im Innern, das Platz genug für ein Standard-NMR-Röhrchen bietet. Um auch die von der Körnung des Magnetmaterials herrührenden Inhomogenitäten auszugleichen, besteht jeder Ring aus auf Lücke gesetzten trapezförmigen Magnetblöcken, in deren Lücken rechteckige Magnetquader radial verschoben werden können, um das Magnetfeld mechanisch zu justieren („shimmen“).

„Aufgenommene Spektren beweisen, dass unsere Miniaturmagnete für die hochauflösende NMR-Spektroskopie mit standardmäßigen Probenröhrchen geeignet sind“, berichtet Casanova. „Zusammen mit dem Spektrometer ließen sie sich gut transportieren. Die hoch auflösende NMR-Spektroskopie könnte sich so zu einer mobilen Messmethode für den Einsatz vor Ort entwickeln.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 19/2010

Autor: Federico Casanova, RWTH Aachen

Angewandte Chemie 2010, 122, No. 24, 4227–4229, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201000221

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201000221

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften