Pages scientifiques 2013

We use time-resolved fluorescence spectroscopy from the femtosecond to the nanosecond time scales to study the dynamics of the interaction between various types of drugs (anti-inflammatory, antitumor, antidiabetic..) and biomolecules (DNA, G-quadruplexes, aninoacids, glycogen…).

These studies are performed in the frame of SLIC/LaserLab Europe in collaboration with colleagues from Germany, Spain, Italy and Greece.

Drug-Biomolecule publications

Ce dispositif expérimental est doté d’un jet versatile couplé à un dispositif d’imagerie de photoélectron et à un spectre de masse à temps de vol. L’objectif de cette expérience est de deux ordres :

- L’étude de la spectroscopie des états de transition de complexes de van der waals. Les réactions métaux-molécules ont été particulièrement étudiées.

- La détermination de la spectroscopie d’absorption de différents systèmes.

Responsable : Marc Briant/Marc-André Gaveau

Cette équipe étudie les mécanismes par lesquels la solvatation affecte la dynamique d’une réaction chimique. Le travail a porté jusqu'à présent sur des réactions d'espèces excitées électroniquement. Une évolution est en cours vers les réactions qui se déroulent à l’état électronique fondamental mais où l'excitation vibrationnelle joue un rôle déterminant.

Responsables : Christian Angelié / Jean-Maïk Soudan

Cette équipe a pour ambition d'apporter une assise numérique réaliste à des concepts aussi importants que changement de phase, ségrégation chimique et d’auto-organisation dans les systèmes Fer/carbone. Des algorithmes et des "codes maisons" sont développés pour traiter de ces questions sur des agrégats comportant plusieurs centaines, voire plusieurs millier d'atomes. Il y a deux aspects à ce travail :

1. Développement algorithmique de type Monte Carlo pour aborder des questions de thermodynamique
2. Développements méthodologiques sur des potentiels empiriques de type réactif, avec inclusion de propriété magnétiques, pour traiter de l'interaction du fer avec un environnement

Cet axe de recherche a deux motivations:

1. Développer de nouveau concepts à même de faire progresser les techniques de simulation numérique des gros systèmes;
2. Apporter des outils permettant de modéliser la croissance de nanotubes de carbone sur un catalyseur de fer.

Cet axe a été porté en partie par les programmes nationaux CHIMTRONIC et NANOSIMUL du CEA.

Bibliographie

1. J. M. Soudan, M. Basire, J. M. Mestdagh et C. Angelie, A new Monte Carlo method for getting the density of states of atomic cluster systems, Journal of Chemical Physics 135, 144109 (2011) & Erratum  Journal of Chemical Physics 135, 229901 (2011)
2. M. Basire, J. M. Soudan et C. Angelie, Nanothermodynamics of large iron clusters by means of a flat histogram Monte Carlo method, Journal of Chemical Physics 141, 104304 (2014)

    

Nanostructuration is one of the most promising strategies in the quest for next-generation thermoelectric devices. This led us to study the thermoelectric conversion and its fluctuations using a scattering approach suitable for coherent quantum transport. Studying the thermopower of a chaotic quantum dot, we have found that a new family of universal distributions occurs when this is not the bulk but the edges of the dot spectrum which are probed at the Fermi energy. We have also studied disordered nanowires and calculated their thermopowers as well as their figures of merit and their maximal output powers to determine the optimal working conditions for the low temperature thermoelectric conversion.

The shortage in fossil fuel resources has encouraged a huge effort towards the research of alternative sustainable energy. Within this framework, thermoelectricity offers the possibility to convert low-grade waste heat (including solar heating) into electric power. When a temperature gradient ΔT is applied to an isolated conducting rod, the electrons at the hot part acquire some kinetic energy and diffuse to the cold part, resulting in the creation of an electric field E=-ΔV=SΔT. The proportionality coefficient S is called “Seebeck coefficient”, from the name of the German physicist who discovered this effect. A tremendous effort is currently accomplished in the field of solid-state thermoelectric devices (more than 9,000 publications during the last decade). However, the research of new solid-state thermoelectric materials has reached its limits and most efforts are now devoted to the increase of the conversion efficiency through nanostructuration, which incurs a substantial manufacturing cost.

The recent discovery that spin angular momentum can be exchanged between the magnetization of an insulating ferromagnet and the conduction electrons of a normal metal layer has opened new perspectives [1]. In particular, it is now possible to incorporate materials such as YIG (Yttrium Iron Garnet, well known for its unsurpassed microwave properties) in innovative spintronic devices. Thanks to the recent progress in the growth of high quality, ultra-thin YIG films [2], electronic control of their relaxation obtained through pure spin currents generated by the spin Hall effect at the interface between a strong spin-orbit metal (e.g., Pt) and YIG might be possible.

Conversely, the spin current emitted by the magnetization precession can be used to probe the YIG dynamics [3,4]. This work is part of a new fruitful axis of research, "magnonics": the use spin waves (magnons) instead of electrons to transmit and process information. The idea is to nanopattern ultra-thin YIG films to take advantage of the specific properties of spin wave propagation in confined geometries and to propose new electronically controlled microwave devices. Magnetic Resonance Force Microscopy [5] is used to perform ferromagnetic resonance on magnetic nanostructures.

[1] Y. Kajiwara, et al., Transmission of electrical signals by spin-wave interconversion in a magnetic insulator. Nature 464, 262 (2010).

[2] O. d'Allivy Kelly, Hahn, et al., Inverse spin Hall effect in nanometer-thick Yttrium Iron Garnet/Pt system. Appl. Phys. Lett. 103,

082408 (2013).

[3] C. Hahn, et al., Comparative measurements of inverse spin Hall effects and magnetoresistance in YIG/Pt and YIG/Ta. Phys. Rev. B 87,

174417 (2013).

[4] C. Hahn, et al., Conduction of spin currents through insulating oxides. arXiv:1310.6000 (2013).

[5] B. Pigeau, C. Hahn, et. al., Measurement of the Dynamical Dipolar Coupling in a Pair of Magnetic Nanodisks Using a Ferromagnetic Resonance Force Microscope. Phys. Rev. Lett. 109, 247602 (2012)

Les nano-oscillateurs à transfert de spin (dénommés ci-après STNO) sont des dispositifs de l'électronique de spin capables d'émettre une onde hyperfréquence monochromatique lorsqu'ils sont pompés par un courant polarisé en spin grâce au couple de transfert de spin (STT) [1,2] . Bien qu'ils offrentde nombreux avantages (agilité spectrale, intégrables sur un circuit onolithique, etc...), leur puissance d'émission est en général très faible.

Une solution est de développer un réseau de STNO couplés, tous synchronisés entre eux. Dans ce cas, la puissance d'émission varierait en N² où N serait le nombre d'oscillateurs. Le but de cette étude expérimentale est d'étudier les différents types de couplages pouvant induire une cohérence de phase entre oscillateurs. On utilisera pour cela une méthode originale de détection de la résonance magnétique directement inspirée des techniques de microscopie en champ proche, la MRFM [3,4]. Le principe de détection consiste à utiliser un micro-levier mécanique avec une sphère magnétique accrochée à son extrémité pour faire de la spectroscopie locale par résonance magnétique. Le SPEC est l'un des deux laboratoires dans le monde qui maîtrise cette approche. Outre sa sensibilité (environ 100 spins) l'outil est aussi capable d'imager la dynamique dans des dispositifs avec une résolution spatiale nano-métrique.

Ce projet de recherche s'inscrit dans le cadre des projets européens Mosaic et ANR P2N Spinnova.

[1] D. C. Ralph & M. D. Stiles, Spin transfer torques, J. Magn. Magn.  Mater. 320, 1190 (2008).
[2] A. Slavin & V. Tiberkevich, Nonlinear Auto-Oscillator Theory of Microwave Generation by Spin-Polarized Current. IEEE Trans. Magn. 45, 1875 -1918 (2009).
[3] O. Klein, et al., Ferromagnetic resonance force spectroscopy of  individual submicron-size samples. Phys. Rev. B 78, 144410 (2008).
[4] A. Hamadeh, et al., Autonomous and forced dynamics in a  spin-transfer nano-oscillator: Quantitative magnetic resonance force microscopy. Phys. Rev. B 85, 140408(R) (2012).
 

Magnetoresistance, giant or tunnel, is at the heart of several spintronic components, a new branch of electronics based on the spin of the electron with applications in information technology. Because of the never ending drive for miniaturization, spintronics is about to reach the ballistic regime of electronic transport for which spin dependent properties are still not completely understood. Further size reductions can even be achieved in constrictions of atomic sizes obtained by slowly stretching a nanostructure in a sensitively controlled manner. In these systems, static magnetotransport measurements result from the low-dimensional magnetism of a few relevant atoms. In parallel ferro-magnetic resonance (the magnetization precession induced by a radio-frequency magnetic field) has seen a renewed interest lately as it has been shown that magnetization dynamics interacts with spin currents. Its correlation with DC transport is being widely studied and it is now possible to electrically measure ferromagnetic resonance using the inverse spin Hall effect or the Anisotropic Magneto-Resistance (AMR).

The latter can be scaled down to atomic sizes thus giving the possibility to open the unknown field of the dynamical magnetic properties of a single atom in a low dimensional local geometry. We have very recently demonstrated that FMR can be detected in narrow constrictions using the AMR mixed with the RF current auto induced in the magnetic circuit, leading to a measurable DC voltage. After a strong experimental effort, an original setup has been built which allows us to electrically detect the ferromagnetic resonance at 77K in samples that can be broken in real time during the measurements. This unique tool will allow us to study the resonance properties of a single atom in a low-dimensional configuration. It may even allow us to demonstrate that some metals like platinum could become magnetic in these atomic contacts.

Post-doc financé par une bourse européenne  "Marie Curie Intra-European Fellowship".

 

L’objectif principal de cette thèse consiste à développer une sonde à base de capteurs magnétorésistifs (Giant Magnetoresistance – GMR ou Tunnel Magnetoresistance - TMR) afin de mesurer le champ magnétique induit par les courants circulant le long des neurones. L’électrophysiologie classique permet actuellement d’enregistrer les potentiels électriques locaux des cellules nerveuses mais les électrodes utilisées n’apportent pas d’informations sur la signature magnétique de ces cellules. La sonde (appelée "magnétrode" en référence aux électrodes d’électrophysiologie) doit permettre d’obtenir la réponse électromagnétique des neurones, en utilisant la très bonne sensibilité et la possibilité de miniaturisation des capteurs magnétiques très sensibles (GMR ou TMR).

Dans un premier temps, la fabrication, la miniaturisation et la caractérisation des magnétrodes seront effectuées puis des tests in-vitro et in-vivo seront réalisés en collaboration avec respectivement l’équipe d’Alain Destexhe et Thierry Bal de l’Unité de Neurosciences, Information et Complexité (UNIC) du CNRS à Gif-sur-Yvette et celle du Professeur Pascal Fries de l’Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society à Francfort.

Magnetization dynamics in individual vortex-state nanodots has been investigated using the spectroscopic technique of magnetic resonance force microscopy (MRFM) developed in the LNO. It has led to the discovery of future potential magnetic memories based on the resonant switching of the vortex core

A magnetic vortex corresponds to a curling in-plane magnetization distribution leaving a small core region (a few nanometers wide, the size of the exchange length) at the center of the dot, where the magnetization is pointing out-of-plane, either up (polarity p=+1) or down (p=-1). Its lowest energy mode corresponds to a gyrotropic motion of the vortex core about its equilibrium position. This mode has recently attracted practical interest for future magnetic memories and microwave devices by allowing the engineering of the spin-wave excitation spectrum of isolated nanodots and large array of dipolarly coupled nanodots (magnonic crystals).

We have first demonstrated that the frequency degeneracy corresponding to the gyrotropic modes with opposite polarities in zero field can be lifted by applying a magnetic field perpendicular to the disk plane [1] This Zeeman-like splitting can be used for a simple reading of the polarity state in an individual nanodisk. In order to discriminate the resonant frequencies f- and f+ associated respectively to the core polarities p=-1 and p=+1, it is necessary to choose the static magnetic field in such a way that the field-induced gyrotropic frequency splitting exceeds the linewidth of the gyrotropic mode. In our experiment, a bias field as small as µ₀H=13 mT is sufficient to fulfill this condition.

We have proposed to take advantage of this frequency discrimination in order to reverse deterministically the vortex core polarity, as shown in references [2]. Starting with the vortex core polarity in, say, the p=+1 state, a single microwave field pulse whose carrier frequency is tuned at f+ and with sufficient amplitude will resonantly excite the gyrotropic motion of the core until it reaches a critical threshold for reversal (see Figure 1). Once it has been reversed, the final state p=-1 is out-of-resonance with the writing pulse so that it cannot be switched back to p=+1. Similarly, it is possible to write the state p=+1 starting from the p=-1 state using the appropriate pulse. This writing process has been shown to be very robust, as no mistake could be recorded out of several hundred attempts with our experimental parameters.

The multiband nature of the iron-based superconductors is a key factor to understanding their physical properties. We have performed a complete study of the charge transport in Ba(Fe_1-xCo_x)₂As₂ single crystals, in connection with a determination of their electronic structures by photoemission experiments.

In the new Fe-based pnictide superconductors discovered in 2008, the appearance of high-T_c superconductivity in close proximity to the antiferromagnetic phase has been taken as the signature of unconventional superconductivity. It seems now well established that magnetism and superconductivity are directly connected to the peculiar features of the electronic structures of these compounds, which are characterized by small hole and electron pockets. The transport properties of the prototypical Ba(Fe_1-xCo_x)₂As₂ have been studied throughout the electron doped phase diagram as fine tuning of Co content can be achieved in sizeable single crystals.

L'expérience dite de « von Karman » est une expérience consistant à produire un écoulement fluide dans un cylindre à l'aide de turbines munies (ou non) de pales. Ce sujet de recherche a connu un intérêt important dès les années 1990: l'ajout de pales aux turbines a permis d'atteindre des nombres de Reynolds et des taux de turbulence élevés ce qui a permis de vérifier directement plusieurs hypothèses fondamentales en turbulence (intermittence, hypothèses de Taylor, mesures de dissipation).

Cette expérience est utilisée au sein du laboratoire, qui possède une expérience importante de ce type d'écoulements, afin d'observer les diverses brisures de symétrie qui sont induites à la transition vers la turbulence et après cette transition. Les symétries du montage (axisymétrie, symétrie par inversion) permettent de traiter théoriquement le problème en effectuant une analogie avec les résultats de la turbulence à deux dimensions.

Cet écoulement est aussi étudié expérimentalement: deux techniques de visualisation (Vélocimétrie Laser Doppler et Vélocimétrie par Imagerie de Particules) révèlent des propriétés physiques complémentaires sur la turbulence produite par la rotation des turbines.

Cette expérience a mis à jour un grand nombre de résultats théoriques et expérimentaux: le système présente une Beltramisation (alignement vorticité / vitesse) à haut nombre de Reynolds, un hystérésis qui dépend des propriétés du forçage à haut Reynolds, et une éventuelle multi-stabilité rappelant les systèmes à basse dimension pour des conditions de forçage bien précises.

Responsable : Sylvie MARGUET

Participants: Aurélie Habert, Jérôme Caron (Master-2), Mohammad Khaywah (Post-doc)

IRAMIS-NIMBE-LEDNA (Laboratoire Edifices Nanométriques)

Résumé: notre objectif est de tirer parti de l'interaction lumière-matière dans des nano-hybrides,  constitués de nanoparticules d'or (AuNPs) colloïdales, dont la morphologie est optimisée, pour générer de la lumière, de la chaleur ou des porteurs de charge, selon l'application visée*.              

* ce thème est en lien avec ceux développés au sein de deux groupements  de recherche (GdR) du CNRS en France. Les GdR Or-nano et  GdR PMSE (Plasmonique Moléculaire et Spectroscopies Exaltées).

          … pour la  PLASMONIQUE: depuis 2008 :

Collaborations : CEA-SPEC; L2n-Troyes; ISMO-Orsay; IS2M-Mulhouse; ILM-Lyon, ..

     La plasmonique est une discipline à l'interface entre la physique, la chimie et la biologie. L’excitation de la résonance plasmon d’une nanoparticule (NP) métallique permet de générer des champs électromagnétiques très intenses, confinés à la surface de la NP, qui peuvent être utilisés pour exalter ou initier une réaction photochimique dans un « chromophore » placé à proximité. Le confinement du champ électromagnétique autour  d’une NP colloïdale, monocristalline et non rugueuse, est supérieur à celui ’upérieur à celui d'mission de lumière dont on peut facilement conts d'autour du même objet fabriqué par nanolithographie. La relaxation du plasmon, qui accompagne cet effet d’amplification, se fait selon des voies de relaxation ultra-rapides, en compétition les unes avec les autres. Leur importance relative dépend, de la morphologie de la NP, de son environnement "proche" et du mode d'irradiation. Ainsi, les NPs d’or peuvent se comporter comme des nanosources de lumière, de chaleur ou de porteurs de charges (électron, trou), selon la voie de désactivation qui prédomine. Pour ce qui est de la morphologie, c'est la taille, la présence de pointes et le rapport d'aspect (surface/volume) de la NP qui comptent. L’environnement désigne à la fois les «chromophores» adsorbés à la surface de la NP et notamment leurs niveaux d'énergie (HOMO-LUMO pour une molécule ou VB-CB pour un semi-conducteur) ainsi que la  présence éventuelle d’une couche à l’interface (résidus de surfactant, couche isolante..). Enfin, le mode d'irradiation, continu ou pulsé à différentes échelles de temps de la micro- à la femto-seconde, est aussi un paramètre clé pour l’observation de ces trois types de nanosources.

Nous synthétisons des NPs d’or (Au-NP) en contrôlant  minutieusement leur morphologie (taille, forme) et leur structure cristalline. Certaines de ces AuNPs ne sont produites que dans quelques laboratoires à travers le monde. Les microplaquettes (triangulaires, hexagonales ou en forme de disque), atomiquement planes, sont prometteuses pour la nanofabrication FIB de motifs monocristallins, non accessibles autrement. Un grand nombre de protocoles sont en cours d'élaboration pour des finalités diverses : i) remplacement du surfactant initial par d'autres molécules plus appropriées ; ii) dispersion homogène des NPs sur divers supports ; iii) auto-assemblage en une (1D), deux (2D), ou trois  dimensions (3D) pour fabriquer des « points chauds » ; iv) enrobage par une couche de silice d'épaisseur variable. Des applications liées à l’environnement et à l’énergie sont envisagées, à plus long terme, via la synthèse de nanoparticules multimétalliques du type Au@X (avec X= Pd, Pt, Au, Ag or TiO₂) qui combine un composant plasmonique (Au)  et un catalyseur pour la catalyse plasmonique et la nanophotochimie induite par plasmon.                                        

       …  pour la MEDECINE : depuis 2018 :

                                                  Collaborations: LPQM-CentraleSupelec, LAC-Orsay, CEA-SPEC, PPSM-ENS,  ..

Nous produisons des nanoparticules cœur-coquille Au@silice qui ont un fort potentiel comme agent de contraste pour de nombreuses techniques d’imagerie médicale (photoacoustique, diffusion champ sombre, luminescence multi-photonique, Ultrasons à haute fréquence, contraste de phase quantitatif, tomographie par ordinateur…). En ce sens, le projet ANR SINAPSE, récemment accepté vise à développer une nouvelle classe de NP pour l'imagerie neuronale (coord F. Marquier). Les NPs d’or sont d’excellents capteurs (e.g  test de grossesse) du type LSPR, SERS, Fluorescence, Pression ... Dans le domaine de la photothérapie, les NPs d'or présentant un rapport d'aspect (longueur/épaisseur)  élevé, tels que les fils et les plaquettes, sont très intéressantes car elles peuvent être excitées par des photons infrarouges, dans les premières fenêtres (I,II,III,IV) de transparence des tissus biologiques. La génération de chaleur induite par plasmon (PTT ; photothermal therapy) et plus récemment la génération de R.O.S. (reactive oxygen species) à partir de NPs d’or seules (c.a.d. sans photosensiblisateur) est une approche originale pour traiter les tumeurs, en particulier en absence d'oxygène, lorsque la  PDT (photodynamic therapy) conventionnelle, basée sur l’utilisation de molécules type porphyrine à l'état triplet excité triplet, ne peut pas fonctionner. Le projet HEPPROS (plan cancer) a pour but d’étudier la génération de chaleur et de R.O.S. telles que ¹O₂, OH^., O2^.-, H₂O₂ pour diverses morphologies de NPs d’or et ainsi mieux comprendre les mécanismes transitoires complexes impliqués à l'interface AuNP/adsorbat moléculaire (coord B. Palpant).

Heterogeneous samples are usually studied using solid-state NMR methods and while the sample is spinning at the magic angle. This is problematic for many cases, where the sample cannot be spun, as in MRI. The alternative methodology of spinning the magnetic field around a static sample has been proposed since the 60's, but not yet successfully applied. Our goal is to develop the methodology and the instrumentation in order to perform magic angle field spinning and answer questions related to the monitoring of metabolism in living matter as well as the structure and function of complex systems like batteries, porous media and fuel cells.

Alexandre Hervé, Pierre Thuéry, Michel Ephritikhine, Jean-Claude Berthet

L’ion cyanure CN⁻ est certainement l'un des ligands les plus utilisés en chimie de coordination des métaux de transition d. De nombreuses études ont montré l’intérêt des complexes cyanures dans des domaines très variés allant de la biologie aux nanomatériaux. En plus d’une riche chimie de coordination liée aux divers modes de coordination du group CN, les complexes cyanures présentent bien souvent de remarquables propriétés magnétiques, photoluminescentes et/ou de conductivité. Au contraire de celle des métaux d, la chimie des cyanures des métaux f (lanthanides et actinides) n’a été que très peu considérée.

Le laboratoire LCCEf s’intéresse depuis quelques années au développement de cette thématique à partir de précurseurs organométalliques ou comportant des ligands azotés, et a mis en évidence le potentiel du ligand CN⁻,

• pour stabiliser les nombreux degrés d’oxydation de l’uranium^1-4
• et former des espèces inattendues (métallocènes linéaires,^2,3 complexe cyclopentadiènylique de l’uranyle⁴) bouleversant ainsi les mentalités et ouvrant de nouvelles possibilités notamment en chimie organométallique.

Les études actuelles concernent la formation de briques moléculaires mono ou polycyanures, intéressantes pour de nouveaux développements en chimie de coordination, mais surtout susceptibles de conduire à la formation de clusters et d’agrégats homo ou polymétalliques originaux dont les propriétés photochimiques (magnétisme et luminescence) seront étudiées. Ces études expérimentales couplées à des calculs théoriques favoriseront également une compréhension plus fine de la liaison Actinide-ligand nécessaire sur les plans fondamental et appliqué (Nucléaire).

The LCCEF has been developing the amide chemistry for a long time due to the great chemical opportunities afforded by the NR₂ ligands. In particular, the bis(trimethylsilyl)amide ligand (N* = N(SiMe₃)₂), ubiquitous in coordination chemistry, is able to stabilize metal centres in their lowest and highest oxidation states and can be substituted with proton acidic molecules, so that bis(trimethylsilyl)amide compounds are valuable starting materials for inorganic and organometallic syntheses. In the presence of a base the “MXN*” complexes are often transformed into metallacycles [M(κ₂(C,N)−CH₂SiMe₂N{SiMe₃})] following γ-CH deprotonation and HX elimination.

Formation of organo-compounds involving [Mf]=C double bond and description of the nature of this formally double bond is a subject of considerable interest for some years. The LCCEf, in collaboration with the Ecole Polytechnique, focused on the interaction of the novel dianionic carbene SCS^2- with uranium ions.

Conditions were found which permit the use of UCl₄ instead of the less convenient borohydride starting material U(BH₄)₄ to prepare the mono-, bis- and tris- uranium(IV) carbene complexes with the dianionic ligand [C(Ph₂PS)₂]²⁻ (SCS²⁻) (Fig . 1).

Changing the geometry of a metallocene complex from linear to bent or vice versa is of importance for the control of physicochemical properties and/or reactivity and for the evaluation of the covalency and steric interactions in the metal-cyclopentadienyl bonding.

The parahydrogen induced polarization (PHIP) method is based on the non-Boltzmann distribution of nuclear spin states following the hydrogenation of a substrate by parahydrogen. Absorptive and/or emissive NMR signals can be greatly enhanced, up to several orders of magnitude as compared to thermally polarized molecules.

The research in this field is part of the expertise of LSDRM in its effort to increase NMR sensitivity. 

Dihydrogen, initially made of 1/4 of parahydrogen and 3/4 of orthohydrogen, a proportion that does not induce any hyperpolarization, is cooled to -196°C in the presence of a ferric catalyst, thanks to an home-made apparatus.  The resulting gas contains about one half of parahydrogen, and may be use to obtain hyperpolarized spectra.  

A first example: the method named "signal amplification by reversible-exchange" (SABRE) is used here to increase the aromatic signals of N,N-dimethylnicotinamide. In SABRE, a catalyst reversibly binds dihydrogen and  the aromatic molecule.