論文の概要: Towards Application of Nanodiamonds for in-situ Monitoring of Radicals in Liquid Phase Chemical Reactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19433v1
- Date: Tue, 21 Apr 2026 13:08:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.778995
- Title: Towards Application of Nanodiamonds for in-situ Monitoring of Radicals in Liquid Phase Chemical Reactions
- Title（参考訳）: ナノダイヤモンドの液相化学反応におけるラジカルのその場モニタリングへの応用に向けて
- Authors: Emma Herbst, Sebastian Westrich, Alena Erlenbach, Jonas Gutsche, Maria Wächtler, Elke Neu,
- Abstract要約: 本研究では,NV中心を用いたT$_1$緩和法を用いて,ニトロキシドラジカル2,2,6,6-テトラメチルピペリジルオキシル (TEMPO) のその場検出に成功したことを示す。
1M TEMPO濃度で197:s pm 21:s$ラジカルを伴わないものから666:s pm 30:s$まで、緩和時間の有意な濃度依存性の短縮が観察された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In many chemical reactions, short-lived radical intermediates play a crucial role, while detecting such short-lived species in-situ remains challenging. The optically readable electronic spin of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond is a nanoscale sensor for such radical species: its longitudinal spin relaxation time (T$_{1}$) reacts to magnetic fluctuations from the unpaired electrons of radical species in its local environment. In this setting, we demonstrate the successful in-situ detection of the nitroxide radical 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyloxyl (TEMPO) using NV center-based T$_1$ relaxometry after depositing nanodiamonds onto the inner wall of a glass cuvette. A significant concentration-dependent shortening of the relaxation time was observed, from $197\:μs \pm 21\:μs$ without radical to $66\:μs \pm 30\:μs$ at a concentration of 1 M TEMPO. The detection is sensitive in the nanomolar (nM) range and the determined signal-to-noise ratio is between 1.6 and 3.
- Abstract（参考訳）: 多くの化学反応では、短寿命のラジカル中間体が重要な役割を果たすが、短寿命の種をその場で検出することは依然として困難である。
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心の光学的に可読な電子スピンは、これらのラジカル種のナノスケールセンサーであり、その長手スピン緩和時間(T$_{1}$)は、その局所環境におけるラジカル種の未対電子からの磁気ゆらぎに反応する。
本研究では,NV中心をベースとしたT$_1$リラクソメトリーを用いたニトロキシドラジカル2,2,6,6-テトラメチルピペリジルオキシル (TEMPO) のガラスキューベット内壁へのナノダイアモンドの堆積によるその場検出に成功した。
1M TEMPOの濃度で197\:μs \pm 21\:μs$から66\:μs \pm 30\:μs$まで、緩和時間の有意な濃度依存性の短縮が観察された。
検出はナノモル(nM)範囲に敏感であり、決定された信号対雑音比は1.6から3である。
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