Etude des origines du phénomène de crystallisation à l'aide de la resonance magnétique nucléaire – FOCS-NMR

L'objectif de ce projet est d'utiliser la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la polarisation nucléaire dynamique (DNP) pour étudier les processus de cristallisation du carbonate de calcium, l'un des matériaux les plus abondants sur terre. De plus, le carbonate de calcium est impliqué dans le cycle global du carbone mais son processus de cristallisation est encore mal compris. Notre but est donc de développer des méthodologies DNP RMN pour étudier les mécanismes qui se produisent à partir des molécules de CaCO3 dispersées en solution jusqu'à la croissance des minéraux CaCO3 finaux. Plus précisément, ce projet propose de développer une expérience de RMN DNP en fonction du temps pour piéger et étudier au niveau atomique les différentes phases intermédiaires qui se développent au cours du processus de cristallisation du CaCO3. Plus précisément, nous prévoyons de construire un équipement capable de piéger rapidement les premières étapes de la cristallisation telles que les regroupements d’atomes à l’origine de l’assemblage des molécules de CaCO3, et qui sont au cœur de la formation d'un polymorphe spécifique. Les gains de sensibilité apportés par la RMN DNP nous permettront de détecter des phases intermédiaires à courte durée de vie, qui sont généralement présentes en très faibles quantités lors des processus de cristallisation et sont donc en dessous des limites de détection des méthodes RMN conventionnelles. De plus, les gains de sensibilité, offerts par la RMN DNP, devraient également permettre d’observer les atomes de calcium présents en abondance isotopique naturelle dans le CaCO3. Nous prévoyons que la connaissance de ces détails au niveau moléculaire améliorera notre compréhension de la formation des différents polymorphes du carbonate de calcium.