Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Ciências Físicas e Matemáticas e Tecnologias da Informação da Immanuel Kant Baltic Federal University (BFU), junto com seus colegas da Gebze Technical University, usaram ressonância magnética nuclear para detectar líquidos contendo nitrogênio tóxicos e inflamáveis. O estudo foi publicado em Física Química .

A ressonância magnética nuclear (NMR) é o efeito da absorção ou emissão de energia por uma substância que contém núcleos com spin diferente de zero em seu campo magnético externo. O conjunto de linhas de ressonância é individual para cada substância e é usado para identificação. Quanto mais forte for o campo magnético, mais informações os pesquisadores podem determinar sobre a estrutura da substância. Os sinais de NMR mais intensos são observados em núcleos de hidrogênio.

Os físicos sugeriram um novo método para detectar explosivos e líquidos tóxicos contendo nitrogênio com base no método de relaxamento NMR em um campo magnético baixo em núcleos de nitrogênio ¹⁴ N. Eles também desenvolveram um protocolo de medições que pode ser usado em procedimentos de triagem de segurança. De acordo com os cientistas, tradicional ¹ O método H NMR não pode ser usado em um ponto de verificação porque o equipamento é muito grande e caro, e a análise demora muito. O método baseado no estudo ¹⁴ Os sinais de relaxamento de N NMR (relaxometria de NMR) fornecem uma abordagem técnica diferente, reduzindo os custos de instalação e operação e acelerando os processos analíticos. Outra vantagem da abordagem sugerida é a análise de ¹⁴ Sinais de relaxamento de N NMR que não dependem da interação intermolecular e dependem apenas ligeiramente da concentração da substância.

Em seu trabalho, os cientistas mediram o ¹⁴ Tempos de relaxação de N NMR em líquidos. Eles analisaram três grupos de substâncias contendo nitrogênio:líquidos explosivos e inflamáveis, compostos com um grupo nitrato (nitrogênio ligado a três átomos de oxigênio); e substâncias tóxicas com um átomo de nitrogênio não ligado ao oxigênio. Como resultado, os cientistas descobriram uma gama de valores de tempo de relaxamento típicos para explosivos e substâncias tóxicas. Este intervalo pode ser usado para sua identificação.

“Neste trabalho mostramos que ¹⁴ N NMR é um método eficiente para detectar grandes quantidades de substâncias perigosas contendo nitrogênio. Resolvemos vários problemas técnicos associados à frequência de baixa ressonância e bandas de amplo espectro de NMR. Também conseguimos detectar com sucesso ¹⁴ N sinais de NMR de diferentes substâncias à base de nitrogênio e obtenção de parâmetros de relaxamento de sinal. A maioria dos líquidos tóxicos e inflamáveis ​​medidos em nosso trabalho são caracterizados por curtos tempos de relaxamento. É assim que eles podem ser separados de outros materiais relativamente seguros. Uma vantagem importante do método de relaxometria de NMR sugerido é o curto tempo necessário para detectar substâncias perigosas, "diz a professora Galina Kupriyanova, o autor do estudo, e doutor em física e matemática.

De acordo com os pesquisadores, dispositivos portáteis de relaxometria NMR modernos são precisos o suficiente para detectar substâncias perigosas em pontos de controle.