Nucleaire Quadrupool Resonantie (NQR) spectroscopie is een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van de eigenschappen van materialen op atomair en moleculair niveau. Het biedt gedetailleerde informatie over de elektrische veldgradiënten (EFG's) bij de kernen en de nucleaire quadrupoolkoppelingsconstanten, die kunnen worden gebruikt om de elektronische structuur, binding en moleculaire dynamica van materialen te begrijpen. NQR heeft ook toepassingen gevonden op uiteenlopende gebieden, zoals:

1. Structurele analyse :

NQR-spectroscopie kan informatie verschaffen over de kristalstructuur en faseovergangen in materialen. De EFG's in de kernen zijn gevoelig voor de omringende atomaire arrangementen en veranderingen in de kristalstructuur, waardoor onderzoekers verschillende fasen kunnen identificeren en karakteriseren.

2. Moleculaire Dynamica :

NQR kan de bewegingsdynamiek van moleculen in vaste stoffen en vloeistoffen onderzoeken. Door de temperatuurafhankelijkheid van de NQR-spectra te bestuderen, kunnen onderzoekers inzicht krijgen in moleculaire rotaties, faseovergangen en diffusieprocessen.

3. Elektronische structuur :

NQR-spectroscopie geeft informatie over de elektronische ladingsverdeling rond de kernen. Het kan veranderingen in de elektronendichtheid detecteren als gevolg van chemische bindingen, defecten, onzuiverheden en veranderingen in de oxidatietoestand.

4. Waterstofbinding :

NQR is bijzonder gevoelig voor interacties met waterstofbruggen en kan worden gebruikt om de sterkte en geometrie van waterstofbruggen in verschillende materialen te bestuderen.

5. Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) :

NQR is onderzocht als een potentieel alternatief voor nucleaire magnetische resonantie (NMR) voor medische beeldvorming. Het kan informatie verschaffen over de lokale magnetische omgeving en kan worden gebruikt voor weefselkarakterisering en ziektedetectie.

6. Materiaalkarakterisering :

NQR is gebruikt om materialen zoals halfgeleiders, supergeleiders en keramiek te karakteriseren. Het kan informatie verschaffen over de elektronische eigenschappen, faseovergangen en structurele defecten in deze materialen.

7. Farmaceutische analyse :

NQR-spectroscopie kan worden gebruikt om farmaceutische verbindingen te identificeren en te karakteriseren, hun moleculaire interacties te onderzoeken en de effecten van temperatuur en oplosmiddelen op hun eigenschappen te bestuderen.

8. Archeologie :

NQR is toegepast om oude materialen zoals aardewerk, botten en archeologische artefacten te bestuderen om inzicht te krijgen in hun leeftijd, oorsprong en productieprocessen.

9. Kwaliteitscontrole :

NQR kan worden gebruikt voor kwaliteitscontrole in industrieën zoals de farmaceutische, chemische en voedselverwerking. Het kan onzuiverheden detecteren, de zuiverheid van verbindingen bepalen en de productkwaliteit garanderen.

10. Milieumonitoring :

NQR-spectroscopie is gebruikt voor de detectie en monitoring van verontreinigende stoffen en contaminanten in het milieu, zoals zware metalen en organische verbindingen.

Over het geheel genomen is NQR-spectroscopie een veelzijdige en niet-destructieve techniek die toepassingen heeft gevonden op verschillende gebieden, waaronder scheikunde, natuurkunde, materiaalkunde, farmacie, archeologie en milieumonitoring.