Nueva metodología para medir RMN en campos magnéticos de muy baja frecuencia
En lo que se refiere al análisis químico, la RMN en campos magnéticos de alta frecuencia es la técnica de referencia cuando se quiere determinar la forma, la estructura y la función moleculares y obtener imágenes de muestras químicas sin destruirlas. Fuera de los sectores sanitario y farmacológico, uno de los usos más importantes de la RMN es el dedicado a obtener información singular sobre campos de fluidos, afinidad de superficies y química superficial de soportes de catalizadores porosos y sólidos y también en rocas. Pese a sus ventajas, la RMN suele ser cara y requerir el uso de campos magnéticos intensos que no son compatibles con varios de los materiales que hay que estudiar. Para subsanar esa carencia, en el proyecto ODMR-CHEM se creó un conjunto de herramientas que permiten estudiar fluidos y la actividad química en mezclas de materia sólida y líquida que se encuentran en reacciones en fase heterogénea. «Nuestro propósito era superar esas carencias utilizando la RMN en campos magnéticos de muy baja frecuencia, con especial interés en una detección química rápida y eficiente, la portabilidad y el coste», señaló el Dr. Michael Tayler, investigador del proyecto. Con ustedes, el magnetómetro atómico Dos resultados fundamentales del proyecto han sido el aprovechamiento de los últimos avances en los magnetómetros atómicos y la creación de un método nuevo para medir la RMN en campos magnéticos de muy baja frecuencia. «Los magnetómetros atómicos son los sensores magnéticos más precisos que existen en la actualidad —afirmó Tayler—. Además, como son muy sostenibles y escalables, estos magnetómetros representan un área de importancia estratégica para los programas de investigación de la Unión Europea». El camino hacia la creación de este método comenzó en la Universidad de California Berkeley, donde Tayler aprendió a construir estos magnetómetros y a utilizarlos como sensores de RMN bajo la dirección de destacados grupos de investigación. Con los conocimientos adquiridos allí, se marchó al Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Cambridge, donde centró su investigación en el uso de la RMN para estudiar la química de catalizadores in situ y en condiciones de operación. Además de esa tecnología, y para complementarla, los investigadores del proyecto construyeron un espectrómetro que se utilizaría en Cambridge en investigaciones sobre RMN en campos de baja frecuencia. Ese instrumento se utiliza no solo para estudiar la química de materiales porosos, sino también para investigar su posible aplicación como herramienta de coste bajo para el seguimiento de reacciones que fuera adecuada para uso cotidiano en el laboratorio. En palabras de Tayler: «Cuando en la ciencia se estudian fenómenos nuevos, es importante contar con los mejores instrumentos del mundo. Al haber construido uno así nosotros mismos, como hicimos en el proyecto ODMR-CHEM, podemos controlar los experimentos y conseguir descubrimientos nuevos con más rapidez». Una labor continua Formalmente el proyecto ha finalizado, pero los trabajos continúan. Por ejemplo, sus investigadores colaboran actualmente con el laboratorio de Cambridge y con una importante empresa del sector de los petroquímicos. «Juntos investigamos cómo se pueden aplicar las técnicas creadas en ODMR-CHEM para entender el funcionamiento en la práctica de determinados catalizadores y cómo se puede aprovechar ese conocimiento para incrementar al máximo su eficiencia —aclaró Tayler—. Hasta ahora, los resultados han sido extremadamente positivos». En colaboración con otros grupos de Europa, Tayler también ha ayudado a crear una red de investigación sobre la resonancia magnética en campos de frecuencias ultra bajas centrándose en la diagnosis médica, la imagenología de resolución ultra alta, el análisis químico y la física fundamental. Recientemente, se ha concedido al mismo consorcio financiación en el marco de las Redes de Formación Inicial Marie Curie/Horizonte 2020 para llevar a cabo el proyecto ZULF NMR.
Palabras clave
ODMR-CHEM, espectrómetro, análisis químico, resonancia magnética nuclear (RMN), magnetómetro