Dans de nombreux domaines, des sciences des matériaux à la médecine, la résonance magnétique nucléaire (RMN) est utilisée pour des investigations détaillées spécifiques à une molécule. Les scientifiques de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont maintenant réussi à améliorer la sensibilité des mesures RMN. Dans ce but, les scientifiques ont utilisé des lentilles dites de Lenz qui focalisent le flux magnétique. Les scientifiques présentent leur méthode dans la revue PLOS UN .

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est utilisée pour étudier les propriétés moléculaires de la matière. Les spécimens sont situés dans un champ magnétique constant élevé et irradiés avec un champ magnétique alternatif à haute fréquence. Tant la tomographie par résonance magnétique (MRT), un procédé de diagnostic médical pour imager la structure et la fonction de tissus et d'organes, et spectroscopie RMN, une méthode d'analyse de la structure et de la dynamique des molécules, sont basés sur la résonance magnétique nucléaire. Cependant, les chercheurs cherchent à améliorer le rapport signal-bruit défavorable et, Donc, augmenter la sensibilité des mesures RMN.

« Une sensibilité élevée est indispensable notamment lors de l'application de méthodes limitées en masse et en volume ou lorsqu'une résolution spatiale élevée est requise, " déclare le professeur Jan Gerrit Korvink. Il est directeur de l'Institute of Microstructure Technology (IMT) du KIT.

Dans les mesures RMN sur de petits échantillons, des bobines haute fréquence miniaturisées se sont avérées efficaces pour la génération et la réception du champ magnétique alternatif. Pour les applications mobiles et une miniaturisation plus poussée, une équipe internationale de chercheurs a maintenant développé une nouvelle méthode pour améliorer la sensibilité :ils ont utilisé des lentilles magnétiques, lentilles dites de Lenz, focaliser le flux magnétique d'une bobine haute fréquence macroscopique sur un plus petit volume et augmenter localement la sensibilité. Avec ces lentilles, du nom du physicien Emil Lenz, le flux magnétique du champ alternatif ne peut pas seulement être focalisé, mais aussi détourné ou transformé. A cet égard, l'effet de ces lentilles peut être comparé à celui des lentilles optiques sur les faisceaux lumineux. Le changement du champ magnétique induit un courant dans les lentilles de Lenz, qui sont constitués de plaques ou de fils métalliques en disposition symétrique ou asymétrique. La forme des lentilles guide les courants induits de telle sorte que le champ magnétique soit focalisé.

Avec les lentilles Lenz, sensibilité des mesures dans de très petits espaces, dans lesquels les systèmes RMN conventionnels ne s'intègrent pas, peut être augmenté de manière significative. De plus, les lentilles fonctionnent à n'importe quelle intensité de champ. Entre autres, les applications médicales peuvent bénéficier de l'utilisation des lentilles Lenz, Korvink dit :"Comme les objectifs Lenz ne sont pas câblés, ils sont particulièrement adaptés aux implants. » L'application pourrait être possible dans les implants cérébraux pour observer la guérison du tissu à plus long terme avec une haute résolution ou sur des plâtres pour l'observation du cancer de la peau. Actuellement, les scientifiques explorent d'autres applications, entre autres en électrotechnique.

Les résultats sont publiés dans le journal PLOS UN .