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Auteur(s)
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Richard A. KOMOROSKI : Département de radiologie, pathologie, psychiatrie et biochimieUniversité de Sciences de médecine - Arkansas - Article paru dans : Analytical Chemistry, vol 65, n 24 - 15 déc. 1993 - p. 1068A - 1077A (traduction : Claude Véret ) et reproduit avec l’autorisation de l’American Chemical Society, Copyright 1994. Aucune reproduction n’est autorisée sans la permission de l’American Chemical Society.
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L‘Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire (IRMN ) est devenue une technique de diagnostic de première importance en médecine clinique avec un accroissement permanent des applications dû en grande partie aux progrès dans la qualité des images et la rapidité de leur obtention. L’universalité du phénomène de résonance magnétique est bien connue des chimistes et des physiciens. En associant d’autres types d’information aux images, de nouvelles applications ont pu être développées, comme l’angiographie par résonance magnétique, la spectroscopie locale et l’imagerie spectroscopique, ainsi que l’IRM du fonctionnement du cerveau basée sur l’observation des changements dans la circulation du sang cérébral.
La croissance des applications non médicales de l’IRMN paraît lente devant celle de l’IRMN médicale. Ce décalage est dû aux difficultés techniques dans la conception de matériels spécifiques, au vaste domaine des applications et au caractère particulier de chacune d’elles (qui compliquent la standardisation de l’équipement ) ainsi qu’au coût élevé de cet équipement. La lenteur de sa croissance provient également de la nature particulière de l’IRMN, qui consiste à imposer une localisation spatiale à une technique spectroscopique chimiquement et physiquement sensible. En analyse chimique, les domaines de l’imagerie et de la spectroscopie ne sont pas étroitement reliés, sauf peut-être pour les analyses de surface. L’IRMN, quant à elle, fournit à la fois une technique d’imagerie et une sonde locale des propriétés spectroscopiques à l’intérieur d’un échantillon.
L’objectif de ce chapitre n’est pas de passer en revue les principes physiques de l’IRMN ni de présenter une vue d’ensemble des développements techniques des applications non médicales, ces sujets ayant déjà été présentés dans d’autres articles. Il s’agit ici d’évaluer l’état actuel et l’orientation future de cette technique et de faire ressortir la variété des informations contenues dans les images RMN, au travers d’applications récentes.
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3. Applications chimiques
L’IRMN a rarement été appliquée à la chimie courante et à l’ingénierie chimique. Les réactions chimiques simples en solution sont généralement considérées comme spatialement homogènes, mais peuvent devenir hétérogènes à plus grande échelle du fait des non-uniformités de la température et du réactant ou de la concentration du catalyseur. Les irrégularités spatiales de réaction posent un problème pour la catalyse hétérogène et pour les réactions de polymérisation durant lesquelles des accroissements rapides de viscosité peuvent « figer » des hétérogénéités.
Plusieurs chercheurs ont étudié les réactions de polymérisation, notamment Jackson qui a travaillé sur une résine époxyde renforcée de fibres de carbone . En élevant la température au-dessus de 55 oC pour accroître T2, le polymère non vulcanisé dans le composite a pu être imagé. Lors de la vulcanisation, le T2 local s’est réduit entraînant une réduction correspondante de l’intensité locale de l’image. La répartition spatiale de la vulcanisation (due à des hétérogénéités de température) a été mise en évidence par des variations de T2. Des étalonnages appropriés de la variation de T2 en fonction de la température et de la viscosité de l’époxyde ont permis de réaliser une carte de viscosité de l’échantillon dans le domaine de 10 à environ 200 Pa·s. L’IRMN s’est révélée être une excellente méthode pour suivre des polymérisations hautement anisotropes telles que la photopolymérisation .
En général, les réactions à l’état solide sont spatialement anisotropes. Butler et coauteurs ...
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BIBLIOGRAPHIE
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