Die Kernquadrupolresonanzspektroskopie (NQR) ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Untersuchung der Eigenschaften von Materialien auf atomarer und molekularer Ebene. Es liefert detaillierte Informationen über die elektrischen Feldgradienten (EFGs) an den Kernen und die nuklearen Quadrupolkopplungskonstanten, die zum Verständnis der elektronischen Struktur, Bindung und Molekulardynamik von Materialien verwendet werden können. NQR hat auch in verschiedenen Bereichen Anwendung gefunden, wie zum Beispiel:

1. Strukturanalyse :

NQR-Spektroskopie kann Informationen über die Kristallstruktur und Phasenübergänge in Materialien liefern. Die EFGs an den Kernen reagieren empfindlich auf die umgebenden Atomanordnungen und Veränderungen in der Kristallstruktur, sodass Forscher verschiedene Phasen identifizieren und charakterisieren können.

2. Molekulardynamik :

NQR kann die Bewegungsdynamik von Molekülen in Festkörpern und Flüssigkeiten untersuchen. Durch die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit der NQR-Spektren können Forscher Einblicke in molekulare Rotationen, Phasenübergänge und Diffusionsprozesse gewinnen.

3. Elektronische Struktur :

Die NQR-Spektroskopie liefert Informationen über die elektronische Ladungsverteilung um die Kerne. Es kann Änderungen der Elektronendichte aufgrund chemischer Bindungen, Defekte, Verunreinigungen und Änderungen des Oxidationszustands erkennen.

4. Wasserstoffbrückenbindung :

NQR reagiert besonders empfindlich auf Wasserstoffbrückenbindungswechselwirkungen und kann zur Untersuchung der Stärke und Geometrie von Wasserstoffbrückenbindungen in verschiedenen Materialien verwendet werden.

5. Magnetresonanztomographie (MRT) :

NQR wurde als mögliche Alternative zur Kernspinresonanz (NMR) für die medizinische Bildgebung untersucht. Es kann Informationen über die lokale magnetische Umgebung liefern und zur Gewebecharakterisierung und Krankheitserkennung verwendet werden.

6. Materialcharakterisierung :

NQR wurde zur Charakterisierung von Materialien wie Halbleitern, Supraleitern und Keramiken verwendet. Es kann Informationen über die elektronischen Eigenschaften, Phasenübergänge und strukturellen Defekte in diesen Materialien liefern.

7. Pharmazeutische Analyse :

Mithilfe der NQR-Spektroskopie können pharmazeutische Verbindungen identifiziert und charakterisiert, ihre molekularen Wechselwirkungen untersucht und die Auswirkungen von Temperatur und Lösungsmitteln auf ihre Eigenschaften untersucht werden.

8. Archäologie :

NQR wurde zur Untersuchung antiker Materialien wie Keramik, Knochen und archäologischer Artefakte eingesetzt, um Einblicke in deren Alter, Herkunft und Herstellungsprozesse zu gewinnen.

9. Qualitätskontrolle :

NQR kann zur Qualitätskontrolle in Branchen wie der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden. Es kann Verunreinigungen erkennen, die Reinheit von Verbindungen bestimmen und die Produktqualität sicherstellen.

10. Umweltüberwachung :

Die NQR-Spektroskopie wird zur Erkennung und Überwachung von Schadstoffen und Kontaminanten in der Umwelt, wie z. B. Schwermetallen und organischen Verbindungen, eingesetzt.

Insgesamt ist die NQR-Spektroskopie eine vielseitige und zerstörungsfreie Technik, die in verschiedenen Bereichen Anwendung findet, darunter Chemie, Physik, Materialwissenschaften, Pharmazie, Archäologie und Umweltüberwachung.