400 MHz NMR-Konsole für den 9,4 T Magneten

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514803260

Diffusion ist ein allgegenwärtiger Prozess in der Natur und Pulsfeldgradienten-NMR ist eine leistungsstarke experimentelle Technik, um Diffusionsprozesse auf der relevantesten Längenskala im Mikrometerbereich zu untersuchen. In heterogenen, porösen Materialien erschweren - neben komplexen Struktur-Transport-Beziehungen - auch verschiedenartige Phasenübergänge in den Porenräumen die Transportvorgänge zusätzlich. Ihr Verständnis könnte einen neuen Ansatz darstellen für einen tieferen Einblick in verschiedene Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtsprozesse in den Porenräumen und für die strukturelle Charakterisierung komplexer Porennetzwerke, einschließlich hierarchischer Porensysteme. Dieser herausfordernde Aufgabe wird angegangen durch Ergänzung des NMR-Spektrometers (i) durch eine selbstgebaute gepulste Feldgradienteneinheit, die die Untersuchung von Diffusionsprozessen mit einer Auflösung von bis zu hundert Nanometern erlaubt, mit Option zur spektralen Selektivität durch die Verwendung von Magic Angle Spinning Diffusions-NMR und (ii) durch Ausstattung zur in-situ Druck- und Temperaturvariation mit Option, die Gradienten über die Probe hinweg beizubehalten. Im letzteren Fall wird die NMR-Mikrobildgebung (Mikro-MRI) für ortsaufgelöste Messungen von Nichtgleichgewichts- und stationären Prozessen genutzt. Ergänzende „dynamische“ Bildgebung, bei der die untersuchten Diffusionsmuster zur Aufklärung der lokalen strukturellen Eigenschaften geordneter und ungeordneter Porensysteme verwendet werden, sowie hochauflösende Mikrobildgebungsstudien werden zum besseren Verständnis der Beziehungen zwischen Mikrostruktur und MRI-Kontrastdarstellungen genutzt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 400 MHz NMR-Konsole für den 9,4 T Magneten
• Gerätegruppe: 1740 Hochauflösende NMR-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Leipzig
• Leiter: Professor Dr. Rustem Valiullin