با ترکیب پلاریزاسیون هسته دینامیک (DNP) با دستگاه NMR پژوهشگران موفق شدند اطلاعاتی با جزئیات بالا درباره گروه‌های عاملی روی نانوذرات سیلیکای مزوپور (MSN) به‌دست آورند.
تقویت روش NMR برای مطالعه نانوذرات سیلیکای مزوپور
تحقیقات انجام شده با استفاده از روش NMR در آزمایشگاه آمز، جزئیات جالب توجهی از ساختار یک گروه کلیدی از نانومواد را مشخص کرد. در این پروژه روی نانوذرات سیلیکای مزوپور (MSN) که دارای ساختار لانه‌زنبوری بوده و حفره‌ها و کانال‌های نانومقیاس دارد، کار شد. این ساختار می‌تواند میزبان گروه‌های عاملی آلی باشد و در این صورت می‌توان از آن در بخش کاتالیست، جداسازی مواد شیمیایی، زیست‌حسگری و رهایش دارو استفاده کرد.
تاکاشی توبویاشی از محققان این پروژه می‌گوید: «محققان به دنبال کنترل عملکرد نانوذرات سیلیکای مزوپور هستند، برای این کار باید ابعاد و شکل ذرات را اصلاح نمود و از گروه‌های عاملی مختلف برای آن استفاده کرد. با وجود گروه‌های عاملی مناسب، می‌توان فعالیت شیمیایی موردنظر را روی این ساختارها به‌وجود آورد. بنابراین درک نتایج این سنتز برای دانشمندان مهم و چالش برانگیز خواهد بود.»
مارک پروسکی از محققان این پروژه معتقد است هرچند که روش‌های مختلفی برای عامل‌دار کردن نانوذرات سیلیکای مزوپور وجود دارد اما کسی درباره تفاوت این روش‌ها چیزی نمی‌داند، به ویژه در مقیاس‌های اتمی نمی‌توان دریافت که چگونه گروه‌های آلی روی سطح توزیع می‌شوند. چگونگی توزیع در سطح، یکنواختی پخش شدن و میزان ترکیب گروه‌ها با هم از جمله سوالاتی است که باید در این باره پاسخ داد که روش NMR معمولی نمی‌تواند پاسخگوی این سوالات باشد.
در این پروژه محققان با ادغام پلاریزاسیون هسته دینامیک (DNP) و NMR موفق شدند تصویر واضح‌تری از ساختارهای نانوذرات سیلیکای مزوپور دارای گروه عاملی ارائه کنند. با این روش نه تنها می‌توان موقعیت و توزیع گروه‌های عاملی را با دقت اتمی به‌دست آورد بلکه می‌توان اطلاعات دقیق‌تری نیز از چگونگی سنتز نانوذرات سیلیکای مزوپور با روش‌های مختلف و تاثیر این روش‌ها روی توزیع گروه‌های عاملی در حفره‌ها نشان داد.
در این روش، با ادغام DNP با NMP میزان حساسیت شناسایی برهم‌کنش‌ها به شدت افزایش یافته و می‌توان برهم‌کنش بین هسته‌ای میان سایت‌ها و گروه‌های عاملی را به‌دست آورد.
