钙钛矿是一类化学和结构稳定性均非常好的陶瓷氧化物，其分子通式为ABO₃，A位和B位都有很强的掺杂能力。通过对A位和B位部分掺杂不同价态或半径的阳离子可使其具有多种多样的物理化学性能，为此，钙钛矿型氧化物近年来广受科研工作者的青睐，正在被开发为一种新型智能材料而广泛地应用于固体氧化物燃料电池、金属-空气电池和太阳能电池等领域。
固体核磁技术助力开发新材料？
为了根据实际需要合理地设计出所需的高性能新材料，充分了解现有的和预设计的金属卤化物钙钛矿材料的构-效关系至关重要，但是对钙钛矿材料的有机和无机添加剂在原子分子水平的作用机制的理解仍是目前限制钙钛矿太阳能电池和LEDs发展的重要因素。
近期，来自英国华威大学的Dominik J Kubicki、剑桥大学的Samuel D. Stranks和Clare P. Grey，以及瑞士洛桑理工学院的Lyndon Emsley等人，联名在国际著名期刊Nature Reviews Chemistry杂志发表了一篇综述，记载了高分辨魔角旋转固体核磁共振技术在钙钛矿材料研究中的实际应用及其在钙钛矿材料新的组成成分、掺杂剂及钝化剂研究中能提供的独特且深入的结构信息。讨论并分析了固体核磁共振技术利用1H、13C、15N、14N、133Cs、87Rb、39K、207Pb、119Sn、113Cd、209Bi、115In、19F和2H 等多种特定NMR活性核的一维、二维NMR实验方法结合弛豫和扩散测定方法在研究钙钛矿材料局部结构与动力学性质方面的适用性及其可行性与局限性，并总结了钙钛矿光电子材料研究中固体核磁共振技术可以解决的一些公开性问题。
文中描述固体核磁共振技术可以从原子分子水平检测金属卤化物钙钛矿材料的掺杂剂掺入，相分离，卤化物混合，分解途径，钝化机制以及短程和长程动力学等，从而获得丰富且详细的微观结构和动力学信息，正在发展为研究钙钛矿材料结构-活性关系的一种强有力工具和首选技术。
什么是DNP-NMR？
那么，究竟什么是动态核极化固体核磁共振呢？观看下面的科普视频，布鲁克应用专家为您揭开DNP-NMR的神秘面纱：
布鲁克行业领先的固体核磁产品系列
近些年来，布鲁克陆续推出的商用高场动态核极化固体核磁共振波谱仪（400MHz、600MHz、800MHz、900MHz DNP-NMR）、超低温魔角旋转探头（3.2mm CP MAS-Cryo Probe）以及超高转速魔角旋转探头（0.7mm CPMAS probe, 110kHz）等高端可定制化的固体核磁产品，使得固体核磁共振技术的检测灵敏度和分辨率均得到了显著提高，再结合多种固体核磁共振脉冲技术和实验方法的开发，固体核磁共振技术可用来定性和定量检测多种高度无序和非晶相材料，与X射线吸收光谱和电子自旋共振等技术互补，为各种有机、无机和有机-无机杂化新材料的设计和开发提供更为全面的原子分子水平结构信息。
此外，布鲁克近两年来新推出的全自动化固体核磁共振波谱技术（CP-MAS iProbe、SamplePro MAS或Samplecase +MAS Shuttle）结合TopSpin™软件新功能的开发（Topsolids和IconNMR）使得曾经让广大科研工作者望而却步的固体核磁共振技术将发展成为一种操作维护简便、对操作人员专业技术背景要求相对降低的一种实验工具。这些都将助力固体核磁共振技术在天然或合成高分子材料、电池材料、纳米材料、介孔材料、半导体光电材料等更多新型有机、无机及其杂化材料的结构和动力学研究中发挥其独特的优势并拓展到更加广泛的新应用领域。
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