Magical Angle Spinning (MAS)

Le Magical Angle Spinning (MAS), ou rotation à l’angle magique, est une technique fondamentale de la RMN du solide. Contrairement à la RMN du liquide, dans laquelle la rotation rapide et isotrope des molécules moyenne naturellement les interactions anisotropes, les échantillons solides présentent des contraintes structurelles et dynamiques qui élargissent fortement les signaux RMN.

Dans un solide, plusieurs interactions magnétiques anisotropes contribuent à l’élargissement des raies RMN :

• décalage chimique anisotrope (CSA),
• couplages dipolaires hétéro- et homonucléaires,
• interactions quadripolaires pour les noyaux de spin > 1/2.

Ces interactions ne disparaissent pas naturellement comme en phase liquide. C’est pour cette raison qu’on fait tourner l’échantillon à un angle très précis de 54,74°, appelé angle magique. En faisant tourner l’échantillon autour de cet axe à des vitesses très élevées (de quelques kHz à plus de 100 kHz selon les rotors), on moyenne ces interactions anisotropes.

Le résultat est un spectre considérablement affiné, révélant plus clairement :

• les environnements locaux des noyaux,
• les interactions chimiques fines,
• les structures internes des matériaux,
• les dynamiques moléculaires,
• et les hétérogénéités à l’échelle atomique.

Le MAS est aujourd’hui incontournable pour l’analyse :

• des matériaux inorganiques (oxydes, catalyseurs, minéraux),
• des polymères et matériaux hybrides,
• des batteries (électrodes, électrolytes solides),
• des matériaux pharmaceutiques (formes solides, polymorphes),
• des systèmes biologiques (fibrilles amyloïdes, membranes),
• des matériaux nanostructurés ou amorphes.