Spin design teaduslabor

Nimetus
Laboratory of spin design
Head of the research group
Overview
Töörühm on seotud mitmete tuumamagnetresonantsi (NMR) valdkonna probleempunktide lahendamisega nii meditsiinis, ökoloogias kui ka uudsetes interdistsiplinaarsetes valdkondades.202e. aastal töötati NMR tehnoloogia ja metaboolse diagnostika arendamisel. Uurimisrühma poolt eelnevatel aastatel välja arendatud rotatsioonitehnoloogia on avanud tehniliselt uued struktuuranalüüsi võimalused tänu H-tuumade spektrijoonte laiuse drastilisele vähenemisele. Nende võimaluste tegelikuks realiseerimiseks on vaja vastavalt välja töötada ka impulssjärjestused ja polarisatsiooniülekanderajad, sealhulgas lahutuse täiendav tõstmine suurtel pöörlemiskiirustel. On alustatud ka elektronresonatsi ja mitmeteljelise pöörlemise arendust. Koostöös partneritega Lätis, Taiwanil ja Poolas uurime optimaalseid mitmedimensionaalse lahutuse saamise meetodeid ni 15N-1H kui 1H-metüül-1H-amiid süsteemides.
NMR is a remarkably universal analyticalmethod since essential spin interactions can bereliably calculated. The spectra allow in principlea 3D reproduction of the entire spin system and associated atoms/molecules, even a dynamicsof it, given sufficient resolution and sensitivity.The group develops NMR sensors-probeheads,notably to use the most sensitive nuclei-hydrogens, in locally viscous and solid environment.The most critical feature is rapid sample spinning. We were the first to reach rates beyond120 kHz, getting presently over 150 kHz, whichfacilitates a practical inverse detection in solidstate NMR. The immediate sensitivity increaseis two orders of magnitude. The technology is applied in contemporary priority areas: biomedicalresearch and development of F-ion batteries asa safer and more potent alternative for Li-basedenergy storage. The related key competencescomprise CAD/CAM design, RF circuit modelling, technical ceramics processing and micromachining.
Doctoral students
Danziger, Neeme
Keyword
mikromehaanika
micromechanics
raadioelektroonika
radio engineering
tehniline keraamika
technical ceramics
CAD
metaboloomika
metabolomics
NMR
MAS
Important results
2024. a tulemused: Jätkati tööd kolmel teemal: MMR tehnoloogia, keemiline energiasalvestus ja metaboloomika. (1) NMR tehnoloogia alal oli põhiline kiire rotatsiooni turbiinisüsteemi konstruktsiooni optimeerimine ja viimistlemine ning pöörlemistelje ja magnetvälja suuna programmeeritav kontroll ning sünkroniseerimine spektromeetri impulssidega. (2) Energiasalvestuse teemal jätkati tööd anioon-akude arendamisel. Peamine oli siin MgF2, CaF2, SrF2 ja SmF3 juhtivuse parandamine, selle analüütiline modelleerimine ja iseloomustamine erinevate meetoditega. (3) Metaboloomikas oli eesmärgiks prepareerimistehnika satbiliseerimine, iseloomulike spektrite andmebaasi kogumine ja nende interpreteerimisel tehistaibule üleminek.
Due to our development of MAS NMR technology we succeeded for the first time to recordcorrelated dispersions of the chemical shifts of1H and 13C in solids. This enabled resolutionof crystalline and amorphous fractions of thewood cellulose.