Kernmagnetresonanz (NMR; Nuclear Magnetic Resonance) ist eine Form von resonanter Radiofrequenz-Spektroskopie, welche die Präzession von Kernspins in magnetischen Feldern misst. Dieses Phänomen bildet die Basis für eine der leistungsfähigsten und nützlichsten Analysemethoden in der Chemie, der Katalyse, den Materialwissenschaften, der chemischen Verfahrenstechnik, der Biologie und der Medizin. Indem man sich Substanzen aus der Sicht der Kerne von Atomen anschaut, die in Molekülen eingebettet sind, kann eine Vielzahl von chemischen und physikalischen Eigenschaften auf verschiedenen strukturellen Ebenen zerstörungsfrei abgefragt werden: von zwischenatomaren Bindungen über die Morphologie von Polymeren auf der Nanometerskala bis hin zur physikalischen Struktur und Funktion auf mikro- und makroskopischer Ebene. Mit NMR-Spektroskopie können bestimmte Moleküle in komplexen Mischungen identifiziert werden. Ihre Mobilität in verschiedenen Umgebungen ist über NMR-Relaxations- und Diffusionsmessungen erreichbar. Die Kinetik von chemischen Reaktionen kann mittels NMR ebenfalls in Echtzeit verfolgt werden. Die populärste Anwendung des NMR-Phänomens ist die Bildgebung (Magnetresonanztomografie, MRT). Seit ihrer Entdeckung vor über 40 Jahren hat sich diese Technik zu einem der wichtigsten Werkzeuge in der medizinischen Diagnostik von weichem Gewebe und dessen Funktion entwickelt. Die Möglichkeit, die räumliche Verteilung einer großen Vielzahl chemischer und physikalischer Eigenschaften darzustellen, macht diese Methode ebenfalls attraktiv, um Zusammensetzung und Eigenschaften von Materialien vor und nach deren Verarbeitung zu untersuchen. Beispielsweise sind NMR und MRT sehr gut geeignet, um Flussgeschwindigkeiten von Systemen, die aus mehreren Komponenten bestehen, zerstörungsfrei in Medien zu messen, die optisch nicht transparent sind. So können einzigartige Einsichten erhalten werden, die mit anderen Methoden nicht zugänglich wären.
B. Blümich, E. Danieli, M. Küppers, J. Perlo, K. Singh, J. Vieß, Magisch magnetisch: Transportprozesse für Energiespeicher, Medizin- und Verfahrenstechnik, RWTH Themen 1 (2015) 46-50 (open access) https://publications.rwth-aachen.de/record/674635/files/674635.pdf