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Applications de la RMN 87Sr à l'étude de la structure de matériaux
RMN large bande des noyaux quadripolaires en phase solide : exemple de strontium-87
IN166 v1 RECHERCHE ET INNOVATION

Applications de la RMN 87Sr à l'étude de la structure de matériaux
RMN large bande des noyaux quadripolaires en phase solide : exemple de strontium-87

Auteur(s) : Danielle LAURENCIN, Christian BONHOMME

Date de publication : 10 mai 2014 | Read in English

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Présentation

1 - Contexte

2 - Principe de la RMN en phase solide

3 - RMN en phase solide des noyaux quadripolaires

4 - Méthode d'enregistrement des spectres RMN 87Sr

5 - Applications de la RMN 87Sr à l'étude de la structure de matériaux

6 - Bilan et perspectives

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

La RMN en phase solide des noyaux quadripolaires (I > 1/2) se distingue de la RMN des spins 1/2 du fait de l'interaction quadripolaire. Celle-ci peut être très intense, entraînant un élargissement considérable des raies de résonance. Cet article passe en revue les propriétés des noyaux quadripolaires et les principales séquences d'impulsions dédiées à leur étude. Il insistera plus particulièrement sur les derniers développements en RMN en mode statique (excitation et acquisition large bande), conduisant à des gains en sensibilité très importants, et montrera comment appliquer ces nouvelles méthodologies à l'étude du 87Sr (I = 9/2).

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

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Auteur(s)

  • Danielle LAURENCIN : Chargée de recherches CNRS - Docteur en chimie de l'université Pierre et Marie Curie (Paris) Institut Charles Gerhardt de Montpellier, UMR 5253, France

  • Christian BONHOMME : Professeur - Ingénieur ENSCP - Docteur en chimie de l'université Pierre et Marie Curie (Paris) Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris, UMR 7574, France

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : technique d'analyse structurale

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : résonance magnétique nucléaire (RMN), calculs théoriques par la fonctionnelle de la densité (DFT)

Domaines d'application : chimie des matériaux

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : CEMHTI (Orléans), ENS (Paris), CRMN/ENS Lyon (Lyon), LCMCP (Paris), UCCS (Lille), ENSICAEN (Caen), IRAMIS/CEA (Saclay), ISCR (Rennes), Tectospin-ILV (Versailles), ICMMO (Orsay), ICPME (Créteil), IECB (Bordeaux), ISM2 (Marseille), ICGM (Montpellier), CEA/INAC (Grenoble), IMN (Nantes), CRM2 (Nancy)

Centres de compétence : réseau TGIR-RMN ( http://www.tgir-rmn.org/)

Industriels : Bruker France

Autres acteurs dans le monde :

Acteurs industriels : Bruker, Agilent, Jeol

Pour une liste (non exhaustive) d'acteurs académiques dans ce domaine, consulter également http://www.rockychem.com/links/whos-who-in-ssnmr.html

Contact : [email protected], [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in166

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5. Applications de la RMN 87Sr à l'étude de la structure de matériaux

5.1 Strontium en chimie des matériaux

À l'état naturel, le strontium est surtout trouvé sous forme de carbonate (SrCO3, strontianite) et de sulfate (SrSO4 , célestine). Un très grand nombre de matériaux de synthèse contiennent aussi cet élément. Par exemple, jusqu'à récemment, des verres contenant du strontium étaient utilisés dans les téléviseurs à tube cathodique afin de freiner les émissions de rayon X. Dans le domaine de la micro-électronique, les phases titanate de Sr (comme SrTiO3) et niobate de Sr (comme SrNb2O6 et Sr2Nb2O7) ont suscité beaucoup d'intérêts de par leurs propriétés diélectriques. SrTiO3 a une structure perovskite et une constante diélectrique élevée, qui peut être modulée par substitution partielle du Sr2+ par d'autres cations métalliques, conduisant ainsi à des propriétés thermoélectriques remarquables. Par ailleurs, certaines phases ruthénate de Sr possèdent des propriétés supraconductrices (Sr2RuO4), tandis que d'autres ont déjà été utilisées comme matériaux d'électrodes. Les fluorures de Sr comme SrF2 (le Sr2+ pouvant être partiellement substitué par du Ca2+ ou du Ba2+) sont, quant à eux, utilisables dans le domaine de l'optique pour la préparation de lentilles transparentes dans le domaine du « Vacuum UV » (λ < 200 nm). Des phases comme Sr2FeMoO6 possèdent des propriétés de magnétorésistance remarquables, alors que des phases aluminates et silicates de strontium (incorporant aussi des ions lanthanides) sont intéressantes pour leurs propriétés luminescentes. Un grand nombre de matériaux à base de Sr ont également été élaborés par l'industrie nucléaire, afin de répondre au besoin de développer des moyens de conditionner le strontium-90, isotope radioactif présent dans les combustibles usés des centrales nucléaires, et présentant une « haute activité ». Enfin, il est à noter que SrCO3 et Sr(NO3)2 sont fréquemment utilisés dans les feux d'artifice pour générer des couleurs rouges.

Une autre famille de matériaux contenant du Sr est celle développée en vue d'applications biomédicales. En effet, il...

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Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ABRAGAM (A.) -   Principles of nuclear magnetism.  -  Clarendon Press, Oxford (1989).

  • (2) - COHEN-TANNOUDJI (C.), DIU (B.), LALOË (F.) -   Mécanique quantique.  -  Collection Enseignement des Sciences, Hermann (1997).

  • (3) - CANET (D.) -   La RMN : concepts, méthodes et applications.  -  Interéditions (1991).

  • (4) - CANET (D.), BOUGUET-BONNET (S.), LECLERC (S.) -   RMN express. Résonance magnétique nucléaire.  -  Presses Universitaires Nancy (2011).

  • (5) - LEVITT (M.H.) -   Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonance.  -  Wiley (2008).

  • (6) - MEHRING (M.) -   Principles of high-resolution NMR in solids.  -  2nd edition, Springer Verlag, Berlin (1983).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites Internet

TGIR-RMN (site national du réseau des très Grands Instruments de la Recherche) http://www.tgir-rmn.org/

DMFit (programme de simulation de spectres RMN solide (spins 1/2 et quadripolaires)) http://nmr.cemhti.cnrs-orleans.fr/dmfit/

QUEST (programme de simulation de spectres RMN solide (quadripolaires)) http://nmr900.blogspot.fr/2012/05/quest-quadrupolar-exact-software.html

SCHURKO (R.) Description des séquences de pulses RMN solide pour l'étude de noyaux quadripolaires « forts » http://schurko.cs.uwindsor.ca/Research/Pulse_Sequences/index.html

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