几十年来，核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR) 波谱一直是研究复杂生物化合物原子结构的关键技术之一。最流行的技术，固态核磁共振，包括将待分析的材料放入微小的圆柱形转子中，然后旋转到高频。然而，固态核磁共振的最大限制是转子在破碎前旋转的速度，这取决于转子材料的强度。

现在，来自MIT比特与原子中心和MIT化学系的研究人员找到了一种用单晶制造转子的方法。这些转子比已经使用的转子更小、更坚固。该研究的作者说，它们还可以以高得多的频率旋转，从而提高分辨率，缩短样本采集时间。他们的研究发表在《磁共振杂志》2023年7月号上（https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1090780723001106?via=ihub）。

固态核磁共振使用的技术之一是魔角旋转，它提供了改进的分辨率和灵敏度。在这种技术中，在圆柱体中填充被分析的材料后，将其悬浮在磁场中，并在受到射频脉冲时使用（通常是）氮气射流进行旋转。圆柱体相对于所施加的磁场以54.74度的“神奇”角度旋转，在这个角度最容易获得最清晰的原子结构测量结果。

在过去的几十年里，魔角旋转核磁共振的转子一直由高性能陶瓷材料钇稳定的氧化锆（YSZ）制成。这些转子直径小至0.7毫米，约为铅笔芯大小，中间有一个孔用于试样，其最大转速约为111千赫，即每分钟700万转。在这些速度下，YSZ转子往往会在大约一半的时间内发生故障，特别是它们会与样品和NMR线圈一起爆炸。该论文的作者之一Zachary Fredin说：“固态核磁共振已经存在很长一段时间了，这样会丢失一个样本，会破坏核磁共振线圈。”

一段时间以来，用单晶金刚石制造转子一直被视作一个有趣的选择，因为金刚石不仅非常坚韧，而且对太赫兹辐射的渗透性也高得多，并且具有良好的导热性。挑战一直是如何在金刚石晶体中钻出高纵横比的孔。2019年，当时在比特与原子中心的学生Prashant Patil发现了一种使用激光微机械加工钻这种孔的方法。Fredin说，这是一个相当出乎意料的结果，它为制作用于魔角旋转核磁共振的金刚石转子铺平了道路。