La técnica ROSY (Espectroscopia de Relajación Ordenada) en la resonancia magnética nuclear de estado sólido (RMN) permite clasificar el espectro 13C CPMAS de una mezcla basándose en el tiempo de relajación longitudinal de 1H. Cada sustancia en la mezcla tendrá su propio espectro 13C CPMAS. En la RMN de solución, cada pico en el espectro 1H tiene su propio tiempo de relajación longitudinal. Sin embargo, en la RMN de estado sólido, la difusión de espín ocurre debido a la interacción dipolar entre los núcleos de 1H, lo que resulta en que todos los 1H tengan el mismo tiempo de relajación longitudinal en una región determinada. Esta diferencia en el tiempo de relajación de 1H se utiliza para separar los espectros de 13C para cada región. El tiempo de relajación longitudinal (T1H) obtenido por el método de recuperación por saturación, como se muestra en la Figura 1a, se utiliza comúnmente para separar los espectros de 13C de una mezcla. El tamaño de la región que se puede separar por este método es de aproximadamente 100 nm. Para separar regiones más pequeñas, el método de medición del tiempo de relajación en el marco rotatorio (T1ρH) mediante el método spinlock (Figura 1b) será más efectivo. El tamaño de la región que se puede separar por T1ρH es de unos pocos nm, lo que permite determinar la estructura de separación de fases del copolímero de bloque y la compatibilidad molecular.
Figura 1: Diagramas de pulso del método de recuperación por saturación (T1H) basado en ROSY (a) y el método spinlock (T1ρH) basado en ROSY (b).
El método T1ρH basado en ROSY se aplica para separar segmentos blandos y segmentos duros en el espectro 13C de poliuretano (por ejemplo: fundas de teléfonos móviles). El poliuretano tiene segmentos blandos y segmentos duros, cada uno de los cuales se agrupa en regiones separadas. El método común para distinguir estos dos tipos de segmentos es medir CPMAS (observando los segmentos duros) y LDMAS (Desacoplamiento de baja potencia MAS, observando los segmentos blandos) (Figura 2). Aunque la diferencia entre los segmentos se puede observar mediante estos dos métodos, la segmentación suele ser difícil porque CPMAS también observa segmentos blandos y LDMAS también observa segmentos duros en menor medida. Por el contrario, ROSY separa el espectro basándose en la diferencia espacial a través de la difusión de espín 1H, lo que permite separar claramente los dos tipos de segmentos.
Figura 2: Espectros 13C CPMAS y LDMAS de poliuretano. Los segmentos blandos y los segmentos duros se distinguen por diferentes intensidades de señal.
La Figura 3 muestra el espectro T1ρH-ROSY. El espectro T1H-ROSY no puede separar los dos segmentos (no se muestra). Sin embargo, el espectro T1ρH-ROSY muestra una clara separación entre el segmento blando y el segmento duro. Este resultado muestra que el tamaño de la región del segmento está en el rango de unos pocos nm a unas pocas decenas de nm. El análisis con T1ρH-ROSY proporciona información detallada sobre la estructura y propiedades del material de poliuretano, especialmente la distribución e interacción entre segmentos blandos y segmentos duros.
Figura 3: Espectro T1ρH -ROSY de poliuretano. Los segmentos blandos y los segmentos duros están claramente separados. Esta separación permite un estudio detallado de cada tipo de segmento.