"סאינס" מגלה: חוקרי הטכניון הצליחו לראשונה למקד אלומת מים בעזרת שדות מגנטים. אלומה זאת תוכל בעתיד לשפר באופן דרמטי את רגישותה של שיטת התהודה המגנטית הגרעינית
חוקרי הטכניון הצליחו לראשונה ליצור במעבדה אלומת מים ממוקדת ומקוטבת מגנטית. כך מגלה כתב העת המדעי היוקרתי Science. פריצת הדרך תאפשר בעתיד לשפר דרמטית את רגישותה של התהודה המגנטית הגרעינית.
"ייצרנו במעבדה, בעזרת ציוד מיוחד שבנינו, אלומה מולקולרית של אדי מים, אותה אנו ממקדים בעזרת שדות מגנטיים ומפרידים למצבי ספין גרעיני מוגדרים", מסביר ד"ר גיל אלכסנדרוביץ' מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון.
תכונת הספין הגרעיני מגדירה את תגובת החומר לשדה מגנטי. תכונה זו שונה עבור אטומים שונים וסביבות כימיות שונות והיא הבסיס של שיטת התהודה המגנטית הגרעינית (תמ"ג NMR) ושל הדמית תהודה מגנטית (MRI).
"במולוקלת מים הספין הגרעיני מתקבל משני אטומי המימן", אומר ד"ר אלכסנדרוביץ'. "בגלל ריבוי מצבי ספין האפשריים, בניסוי תמ"ג רק חלק קטן מאוד מהמולקולות (כמיליונית), תורמות לאות תמ"ג ולכן יש צורך בחומר רב כדי לקבל אות תהודה ניתן למדידה. האלומה שיצרנו במעבדה מבצעת הפרדה של מצבי הספין, בעזרת מיקוד מגנטי, ומאפשרת לקבל אלומה שבה כל המולקולות נמצאות באותו מצב ספין (אלומה מקוטבת מגנטית) ועל כן יכולות לתרום לאות תמ"ג".
ד"ר אלכסנדרוביץ' ועמיתיו "ירו" אלומה מקוררת של מולקולות מים דרך שדה מגנטי חזק. השדה פועל כמו עדשה סלקטיבית ל-Ortho-H2O, הרגישים לשדה המגנטי, בניגוד למולקולות ה-Para-H2O, הסוג שלא תורם לאות תמ"ג. Ortho-H2O טהורים נאספים באופן זה דרך חריר קטן בגודל של פחות ממילימטר הנמצא בנקודת המוקד.
כתוצאה מהגילוי של חוקרי הטכניון, ניתן יהיה בעתיד למדוד אות תמ"ג משכבות דקות מאוד של מים (ננומטריות), דבר שלא אפשרי כיום, וללמוד את המבנה הכימי של שכבות אלה. המכשיר הייחודי המאפשר את ההפרדה של מצבי הספין תוכנן ונבנה בטכניון ומשלב טכנולוגית וואקום אולטרה גבוה ושדות מגנטים.
