Nieuws

Stikstofchemie verraadt explosieven

Arjen Dijkgraaf | vrijdag 14 september 2018

Met een bescheiden NMR-apparaat kun je toxische en/of brandbare vloeistoffen onderscheiden van ongevaarlijke. Op voorwaarde dat het om stikstofhoudende moleculen gaat, schrijven Russische en Turkse onderzoekers in het tijdschrift Chemical Physics.

Om precies te zijn maken ze gebruik van 14N NMR-relaxatie, waarbij je kijkt naar de bindingen tussen stikstofatomen en de rest van het molecuul. Het plaatje laat een spectrum zien van ammoniumnitraat. Vergeleken met de gebruikelijke 1H-NMR vraagt een 14N-meting een minder sterk magnetisch veld; de onderzoekers hadden genoeg aan 0,575 Tesla. Het is zelfs mogelijk de apparatuur draagbaar te maken.

Bovendien vormt stikstof per definitie geen waterstofbruggen met omringende moleculen, zodat de locatie van de gemeten pieken nauwelijks concentratie-afhankelijk is.

Om moleculen exact te identificeren is deze meetmethode beslist niet geschikt. Dat je er wél onderscheid mee kunt maken tussen gevaarlijke stoffen in het algemeen en niet-gevaarlijke, hangt kennelijk af van enkele veel voorkomende relaties tussen molecuulstructuur en chemische eigenschappen. De gemeten relaxatietijden T1 en T2 blijken bij gevaarlijke stoffen meestal relatief kort, hebben de onderzoekers experimenteel vastgesteld.

Ze stellen dat het een nuttige manier kan zijn om te controleren op gevaarlijke stoffen, bijvoorbeeld op luchthavens. Al kun je dan natuurlijk wáchten op de eerste terrorist die ook zo’n goedkope NMR aanschaft en proefondervindelijk vaststelt welke bedreiging er het beste doorheen glipt.

Bron: Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad