卓越讲坛：核磁共振应用漫谈
学习过程
姚叶锋教授这次的报告采用科普的方式向我们介绍了磁共振发展的历史、目前的应用及其将来的发展前景。
姚教授最先从量子力学开始谈起：
磁共振所有的图像的每个元素点的信息都来源于量子力学。
正如 M a r k E . H a a c k e Mark\,E.Haacke MarkE.Haacke 所说：当你看着这些磁共振图像的时候，你就是看着量子力学。
接着姚教授进一步解释了核磁共振的原理：
1.核：
核磁共振的核与原子核反应的核不一样，它仅仅观测核的自旋，最常用的是 1 H ^1H 1H 和 13 C ^{13}C 13C ，这是因为大多数物质都是有机物，而有机物里 H H H 和 C C C 是含量最多的元素。
2.磁：核磁共振的磁指的是静磁场，如果将核自旋放入磁场，其会由于相互作用而发生塞曼裂分，裂分产生的能级差跟磁场和核自旋密切相关，能级差最终会导致上下能级核自旋布居数的差别，这是核磁共振信号强度的来源，同时核磁共振的频率来自频率差。
3.共振：
核自旋放在磁场中发生能级裂分，为了能观测到能级裂分，对核自旋进行外界刺激，即将塞曼裂分的能量换算成对应的频率，用与该能级裂分相匹配的电磁波（射频波段）对原子核进行辐照，核自旋就会发生共振。
之后姚教授又介绍了核磁共振在诸多领域的应用：
1.化学领域：
核磁共振波谱的发现，化学家发现对乙醇进行核磁共振扫描，乙醇里出现了三个吸收的信号，而这结果和乙醇结构中的等效氢原子密切相关，于是化学家就将核磁共振作为一种鉴别化学物质结构的一种重要方法；
同时，核磁共振在锂电池的发中也有着重要应用。
2.生物领域：
测定生物大分子在溶液中的三维结构：如蛋白质的卷曲和折叠，蛋白质与核酸的相互作用等；
还可以研究固体的样品中分子和分子在空间上的排列和堆积，测量无序原子间距离是结构表征的核心技术。
3.医学领域：
通过磁共振成像（将梯度场的概念引入了磁共振，发生共振的磁场对空间有高依赖性，可以通过磁共振的频率和场强对空间的依赖性来反推空间的性质），实现对人体的成像；
作为医学里三大成像技术之一（另外两个为超声和 C T CT CT ），核磁共振可以通过方法的改变获得我们想观测物体里面的不同的信息；
特别地，其可用于研究大脑的思考，通过血氧蛋白的差异来判断不同区域是否激活，并由此可以得知网传的平常人大脑只用了十分之一的说法是错误的，在实际思考过程中其实大脑会激活很多脑区；
同时，还可以利用气体来做肺部成像，通过观测肺部吸入 129 X e ^{129}Xe 129Xe 的信号来实现肺部的成像。
4.其他领域：
用于工业产品品质的检测，如油品品质的分析；
勘探油气、南北极冰层的厚度、地下水源（利用地球磁场）；
基于金刚石色心的微观磁共振，利用金刚石里C和空位形成的缺陷，作为原子级别的探针，来探测缺陷周围的核自旋和电子自旋，能实现纳米尺度上磁共振偏向，提高信号灵敏度等。
最后，姚教授谈到了核磁共振的发展前景：
1.新技术的发现——脉冲傅里叶变换：
原先一般采用扫频法（固定磁场强度改变频率）和扫场法（固定频率改变电流大小以改变电磁场强度），但效率比较低，
1965年 E r n s t Ernst Ernst 创新性地提出了脉冲傅里叶变换技术，开发了多脉冲技术和多维谱技术， 极大丰富了磁共振在化学方面的应用。
2.成像和波谱的结合——活体波谱：
原则上可以看到一个生物体特定部位所含的特定的分子信息，如呈现某特定的神经递质分子在大脑的分布。
3.磁共振作为中国制造2025重点支持的领域，预估会有巨大的市场规模。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-460932.html
个人体会
本人曾经在高中的化学学习过程中就遇到过核磁共振氢谱的问题，不过那时候只知道波峰数表示等效氢原子的个数，并不了解这背后其实有这么有趣的物理背景。通过这次姚教授的报告，我充分了解了核磁共振技术的发展过程和基本原理，并进一步体会到各学科之间是相互影响、相互促进的。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-460932.html
到了这里，关于卓越讲坛：核磁共振应用漫谈的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
