Kỹ thuật ROSY (Relaxation Ordered SpectroscopY) trong cộng hưởng từ hạt nhân thể rắn (NMR) cho phép phân loại phổ 13C CPMAS của hỗn hợp dựa trên thời gian hồi phục dọc của 1H. Mỗi chất trong hỗn hợp sẽ có phổ 13C CPMAS riêng biệt. Trong NMR dung dịch, mỗi peak trong phổ 1H có thời gian hồi phục dọc riêng. Tuy nhiên, trong NMR thể rắn, sự khuếch tán spin xảy ra do tương tác lưỡng cực giữa các hạt nhân 1H, dẫn đến tất cả 1H có cùng thời gian hồi phục dọc trong một vùng nhất định. Sự khác biệt về thời gian hồi phục của 1H này được sử dụng để tách phổ 13C cho từng vùng. Thời gian hồi phục dọc (T1H) thu được bằng phương pháp bão hòa hồi phục (saturation recovery), như trong Hình 1a, thường được sử dụng để tách phổ 13C của hỗn hợp. Kích thước vùng có thể phân tách bằng phương pháp này khoảng 100 nm. Để phân tách các vùng nhỏ hơn, phương pháp đo thời gian hồi phục khi quay (T1ρH) bằng phương pháp spinlock (Hình 1b) sẽ hiệu quả hơn. Kích thước vùng có thể phân tách bằng T1ρH khoảng vài nm, cho phép xác định cấu trúc phân tách pha của copolymer khối và khả năng tương thích phân tử.
Hình 1: Sơ đồ xung của phương pháp bão hòa hồi phục (T1H) dựa trên ROSY (a) và phương pháp spinlock (T1ρH) dựa trên ROSY (b).
Phương pháp T1ρH dựa trên ROSY được ứng dụng để phân tách soft segments và hard segments trong phổ 13C của polyurethane (ví dụ: ốp lưng điện thoại). Polyurethane có soft segments và hard segments, mỗi loại tập hợp lại thành các vùng riêng biệt. Phương pháp phổ biến để phân biệt hai loại segments này là đo CPMAS (quan sát hard segments) và LDMAS (Low power Decoupling MAS, quan sát soft segments) (Hình 2). Mặc dù có thể thấy sự khác biệt giữa các segments bằng hai phương pháp này, việc phân vùng thường khó khăn do CPMAS cũng quan sát được soft segments và LDMAS cũng quan sát được hard segments ở mức độ nhỏ. Ngược lại, ROSY phân tách phổ dựa trên sự khác biệt không gian thông qua sự khuếch tán spin 1H, cho phép phân tách rõ ràng hai loại segments.
Hình 2: Phổ 13C CPMAS và LDMAS của polyurethane. Soft segments và hard segments được phân biệt bằng cường độ tín hiệu khác nhau.
Hình 3 thể hiện phổ T1ρH-ROSY. Phổ T1H-ROSY không thể phân tách hai segments (không được hiển thị). Tuy nhiên, phổ T1ρH-ROSY cho thấy sự phân tách rõ ràng giữa soft segment và hard segment. Kết quả này cho thấy kích thước vùng của segment nằm trong khoảng từ vài nm đến vài chục nm. Phân tích bằng T1ρH-ROSY cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc và tính chất của vật liệu polyurethane, đặc biệt là sự phân bố và tương tác giữa soft segments và hard segments.
Hình 3: Phổ T1ρH -ROSY của polyurethane. Soft segments và hard segments được phân tách rõ ràng. Sự phân tách này cho phép nghiên cứu chi tiết về từng loại segment.
