[文章導(dǎo)讀] 電子順磁共振是一門研究順磁性物質(zhì)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力學(xué)以及空間分布的譜學(xué)方法。這類物質(zhì)通常上有化學(xué)活性

電子順磁共振（點(diǎn)擊了解詳情）是一門研究順磁性物質(zhì)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力學(xué)以及空間分布的譜學(xué)方法。自上世紀(jì)四十年代發(fā)展以來，已在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。近年來，隨著技術(shù)手段的不斷提升，基于NV色心的微觀磁共振技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這一技術(shù)推動(dòng)了傳統(tǒng)的順磁共振技術(shù)向微觀尺度的發(fā)展，近年來，達(dá)到了單分子，單自旋的探測(cè)水平。

電子順磁共振是一門研究順磁性物質(zhì)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力學(xué)以及空間分布的譜學(xué)方法。這類物質(zhì)通常上有化學(xué)活性，包括在不同生化領(lǐng)域中主要以催化劑形式存在的過渡金屬離子和有機(jī)化學(xué)反應(yīng)或者電子傳遞過程中的自由基中間體。在天然環(huán)境下，過渡金屬的催化通常通過金屬蛋白酶實(shí)現(xiàn)，而自由基中間體在光合作用，呼吸作用的電子傳遞過程中起到了關(guān)鍵作用。對(duì)于順磁性缺陷，往往會(huì)影響這些物質(zhì)的光學(xué)電學(xué)性質(zhì)，以之為探針，往往可以物質(zhì)固態(tài)相變以及固態(tài)動(dòng)力學(xué)等。對(duì)于穩(wěn)定的自由基，如氮氧自由基，可以作為自旋標(biāo)簽結(jié)合到復(fù)雜的生物與化學(xué)合成材料中，研究這些本沒有順磁性的物質(zhì)的相關(guān)信息，如現(xiàn)在發(fā)展很成熟的定點(diǎn)自旋標(biāo)記生物蛋白技術(shù)，用以研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)。

在上述的所有體系中，電子順磁共振可以提供獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)信息，因?yàn)殡娮禹槾殴舱窨梢缘玫脚c電子波函數(shù)及其周圍非零核自旋環(huán)境相關(guān)的磁學(xué)參數(shù)。大多數(shù)情況下，電子結(jié)構(gòu)信息又與其幾何結(jié)構(gòu)信息有關(guān)，電子順磁共振可以獲得長(zhǎng)程的結(jié)構(gòu)信息，用以與其他技術(shù)互補(bǔ)，當(dāng)將微波頻率增強(qiáng)到幾豐GHZ時(shí)，我們還能獲得納秒尺度的分子動(dòng)力學(xué)信息。

用ESR解析物質(zhì)結(jié)構(gòu)、對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，是我們探索認(rèn)識(shí)未知世界的第一步，在宏觀上，我們通過視覺等，就能對(duì)事物的形貌有很好的認(rèn)識(shí)，我們可以清晰地辨認(rèn)出那是一棵樹還是一本書，然而，到了微觀世界，我們就必須借助各種工具的幫助才能做到。電子順磁共振在研究順磁性物質(zhì)周邊結(jié)構(gòu)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

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