Desenvolvimento de pulsos formatados para redução do tempo morto de espectrômetros de RMN no domínio do tempo

• Main Author: Garcia, Rodrigo Henrique dos Santos
• Other Authors: Colnago, Luiz Alberto
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2015
• Subjects: cinética do araldite por RMN-DT; DEAD TIME; FORMATTED PULSE; NMR; NMR low field; Pulso formatado; Ressonância Magnética Nuclear; RMN de baixo campo; tempo morto
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-09092015-144743/

A ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT), possui inúmeras vantagens em relação à RMN de alta resolução tais como: baixo custo do equipamento, de análise e manutenção e não precisa de operador especializado. Apesar disso a técnica de RMN-DT ainda tem um campo muito grande de desenvolvimento para análise de componente com baixa mobilidade molecular como sólidos amorfos e cristalinos. Isto requer o desenvolvimento de instrumentação e/ou métodos de análise que se consiga medir o sinal de RMN em menos de 10 µs, após a irradiação da amostra. O tempo entre o final da excitação e o começo da aquisição do sinal é conhecido como tempo morto. A opção estudada nesta dissertação para redução do tempo morto foi o uso de pulsos formatados, que já são utilizados em experimentos de RMN em alta resolução e de imagens por RMN, para excitação seletiva. No entanto, pulsos formatados não têm sido utilizados em RMN-DT. A principal vantagem desses pulsos é que eles são projetados para que a potência no final do pulso seja mínima, o que diminui o tempo morto do espectrômetro. No caso do pulso convencional, na forma retangular, a potência no final do pulso é máxima, o que aumenta o tempo morto. Os pulsos formatados utilizados foram pulsos Sinc, Sine e também pulsos com início similar aos pulsos retangulares, com potência máxima, e que depois de certo tempo tem decaimento similar aos pulsos Sinc e Sine. Esses pulsos inéditos foram denominados Reta-Sine e Reta-Sinc. Foram avaliados amostras heterogêneas (solido-líquido) e sólidas como CaSO4.2H2O, farelo de soja, polímeros amido e Policaprolactona. Esses pulsos também foram usados para monitorar reações de polimerização da resina epóxi com poliamida (Araldite®). Com esses métodos foi possível reduzir o tempo morto de espectrômetro de 23MHz 23 µs para 14 µs e de 20 Mhz de 9 para 6 µs. Com isso conclui-se que o pulsos formatados podem reduzir significativamente o tempo morto de espectrômetro de RMN-DT, sem acessórios ou custo financeiro, pois as sequências podem ser instalada e usadas em qualquer espectrômetro moderno. === The nuclear magnetic resonance in the time domain (TD-NMR) It has numerous advantages over the high-resolution NMR such as low cost of equipment, analysis and maintenance and requires no specialized operator. Nevertheless NMR DT technique also has a very large development field for component analysis with a low molecular mobility as amorphous and crystalline solids. This requires the development of instrumentation and / or analysis methods that can measure the NMR signal in less than 10 µs, after irradiation of the sample. The time between the end of excitation and signal acquisition the beginning is known as dead time. The option studied in this work to reduce the dead time was the use of formatted pulses, which are already used in NMR experiments in high resolution and NMR imaging for selective excitation. However, formatted pulses have not been used in NMR DT. The main advantage of these pulses is that they are designed so that the power in the pulse end is minimized, which reduces the dead time of the spectrometer. In the case of conventional pulse in rectangular form, the power in the pulse end is maximum, which increases the dead time. Formatted pulses used were Sync pulses, Sine and also pulses beginning similar to rectangular pulses with maximum power, and after a while has similar decay to Sync and Sine wrists. These unpublished wrists were called Sine and Straight-Line-Sync. They were evaluated heterogeneous samples (solid-liquid) and solid as CaSO4.2H2O, soybean meal, starch polymers and Polycaprolactone. These pulses are also used to monitor polymerization reactions the polyamide epoxy resin (Araldite®). With these sequences it was possible to reduce the dead time of 23 µs 23MHz spectrometer to 14 µs e 20 Mhz from 9 to 6 µs. With this it is concluded that the formatted pulses can significantly reduce the dead time DT-NMR spectrometer, without fittings or financial cost because the sequences can be installed and used in any modern spectrometer.