Présentation
La technique de polarisation dynamique nucléaire ou PDN (en anglais : dynamic nuclear polarisation ou DNP) permet, grâce au principe du transfert de la polarisation du spin électronique au noyau, de palier à la faible sensibilité de la technique RMN.
Les échantillons sont préparés en ajoutant un agent polarisant, communément un biradical dérivé d’un nitroxide (ex : TEKPol, AMUPol…). Les expériences sont réalisées à basse température (~100 K) dans une sonde MAS (magic-angle spinning) sous un rayonnement microonde continu qui permet d’augmenter in situ la polarisation de l’échantillon (et donc la sensibilité de l’expérience RMN).
Actuellement, les facteurs d’exaltation du signal varient entre x10 et x200 selon le type d’agent polarisant utilisé et, surtout, selon la nature de l’échantillon (molécules organiques de faible masse moléculaire, polymères, matériaux inorganiques…).
D’un point de vue technique, la RMN PDN nécessite un spectromètre RMN solide classique (console électronique haute puissance, aimant supraconducteur), une sonde MAS basse température (LT-MAS), une unité de contrôle pour températures cryogéniques, et une source microonde (gyrotron) qui permet de délivrer en continu sur l’échantillon un rayonnement haute puissance (>10 W) et haute fréquence (ex : ~263 GHz pour un aimant à 9,4 T, soit 400 MHz pour la fréquence de Larmor 1H).
Les caractéristiques de l’appareil installé à Spectropole :
Aimant : Bruker DNP-WB ASCEND 400MHz activement blindé (9,4 T) avec l’option champ variable
Console : Bruker AVANCE III-HD
Émetteurs :
1) BLAH1000 200-400 MHz (1 kW),
2) BLAX1000 6-243 MHz (1 kW)
3) BLAX500 10-325 MHz (500 W)
Contrôle : Station HP XW4600 Linux
Sonde : Sonde MAS-DNP WB 3.2mm H/X/Y Basse Température (max 15 kHz à 100K)
Unité Basse Température :
LTMAS Cabinet (avec les gaz Bearing, Drive, VT refroidis à l’Azote liquide)
Cuve réservoir d’azote liquide 3000 L
Générateur Micro onde
Bruker Aimant Cryogen-Free (4.8 T)
CPI Gyrotron 263 GHz