D'après une communication du CNRS en date du 3 novembre 2026. À partir d'une publication scientifique parue dans The Journal of the American Chemical Society et à laquelle a contribué le CRMN : « Surface-Enhanced NMR Spectroscopy via Solid-to-Solid Relayed Dynamic Nuclear Polarization ». Vignette : Principe de transfert de polarisation solide-solide depuis les particules polarisantes (en doré) vers les surfaces cibles (en violet). L’image obtenue par microscope électronique à balayage (SEM) et spectroscopie de rayons X à dispersion © 2026 American Chemical Society
Pour comprendre le fonctionnement d’un matériau, il faut observer sa surface à l’échelle atomique. Des scientifiques ont mis au point une variante de la RMN hyperpolarisée des surfaces qui évite tout contact entre l’agent amplificateur et le matériau étudié. Testée sur un catalyseur très réactif, elle ouvre la voie à l’analyse de surfaces jusqu’ici inaccessibles.
Les propriétés d’un matériau fonctionnel sont souvent reliées à celle de sa surface. Dans un catalyseur, par exemple, c’est là que se trouvent les sites actifs. Selon leur agencement et leur nature chimique, le catalyseur est efficace ou non, mais pour comprendre pourquoi, il convient d’observer cette surface atome par atome. Pour ce faire, les scientifiques ont notamment recours à la résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide, qui renseigne sur l’environnement chimique des noyaux atomiques.
Depuis quinze ans, la polarisation dynamique nucléaire (DNP) permet d’amplifier le signal des noyaux présents en surface. Son principe ? Ajouter au solide étudié des molécules contenant des électrons non appariés. Ceux-ci transfèrent leur polarisation aux noyaux atomiques, renforçant ainsi leur signal. Problème : sur les matériaux très réactifs, les molécules ajoutées peuvent se dégrader au contact de la surface, voire l’altérer. La mesure risque alors de modifier ce qu’elle cherche à caractériser.
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Référence
« Surface-Enhanced NMR Spectroscopy via Solid-to-Solid Relayed Dynamic Nuclear Polarization », Salah-Eddine Akrial, Nghia Huu Le, Soleyah Houguet, Teresa Insinna, Hugo Lingua, Domenico Gioffrè, Gilles Casano, Charline Dalverny, Andrey V. Pichugov, Laurent Veyre, Judith Schlagnitweit, Christophe Copéret, David Gajan, Clément Camp, Olivier Ouari, Chloé Thieuleux, Anne Lesage. Journal American Chemical Society, 2026.
DOI : https://doi.org/10.1021/jacs.6c09647
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