Controle ótimo baseado em polarização cruzada de RMN em estado sólido entre spins nucleares anisotrópicos

A polarização cruzada (CP) é parte indispensável da espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) em estado sólido para aumentar a sensibilidade e extrair informações estruturais quantitativas. No entanto, as versões mais comuns dos experimentos de CP são suscetíveis à presença de interações anisotrópicas, incluindo anisotropia de deslocamento químico (CSA) e acoplamento quadrupolar (QC). Vários materiais e compostos farmacêuticos costumam conter isótopos, como 19F com grande CSA e 6/7Li, 23Na, 27Al, etc., com QC. Experimentos de correlação de spins inter-nucleares podem fornecer informações locais estruturais cruciais usando um método de polarização cruzada eficiente. Apresentamos uma nova sequência de pulsos gerada por simulação de Controle Ótimo (OC) para Transferência Ótima de Polarização em Spins Nucleares Anisotrópicos (OPTIANS), visando correlações 19F-7Li essenciais para caracterizar materiais para baterias, catálise heterogênea e muitas outras aplicações. Simulações numéricas mostraram uma eficiência aprimorada para transferência de polarização 19F-7Li, 19F-23Na, 19F-27Al e 19F-13C em comparação ao CP padrão. Além disso, a robustez contra variações nos parâmetros experimentais e a força das interações anisotrópicas internas é demonstrada usando simulações para o caso 19F-7Li. Experimentos de transferência de polarização 19F-7Li em um sistema de fluoreto multi-metal (MMF) validam as previsões das simulações. Uma comparação com o experimento CP padrão mostra um ganho de 50% na eficiência de transferência de polarização na presença de grandes interações de spins anisotrópicos a 14,1 T.