核磁共振是用来研究分子结构的重要手段之一,在化学、生物、医药、量子力学计算等领域有广泛的应用。然而,随着科技的进步,层出不穷的新材料、新体系、新应用对已有的核磁共振方法提出了许多新的挑战。通过创造性地开发新型核磁共振技术来解决问题具有重要的意义。针对核磁共振应用中遇到的一些重要且棘手的问题,本文通过深入的研究,合理的假设,以及严谨的实验和数据处理。在借鉴以往的研究成果的基础上,取得了诸多突破和创新,提出了一系列新型核磁共振方法。在此过程中,主要取得了以下成果：(1)提出了一种由非对称绝热脉冲实现的选择性激发方法。已有的选择性激发脉冲主要可分成两种：一种是由经典数学函数产生的形状脉冲,如高斯脉冲、洛伦兹脉冲；另一种是通过数值优化方法实现的形状脉冲,常见的有BURP系列和E-Family系列。但是,这些脉冲都对射频场强度变化极其敏感,在实际应用中对射频场的均匀性、精确性和稳定性有着极高的要求。一旦射频场强度发生微弱的改变,这些脉冲的激发曲线会产生明显的扰动。为了解决这个问题,我们提出了一种新的方法：在连续的两次扫描中,分别使用一对相位相反的非对称绝热脉冲实现选择性激发。该方法保留了绝热脉冲的绝热特性,对射频场强度的变化有高度的鲁棒性。而且,该方法还可以灵活的调节激发宽度。这些优点表明该方法在核磁共振与磁共振成像领域有巨大的应用潜力。(2)提出了一种在标记S核固态样品体系实现定量分析的方法。不同于非标记样品体系,在标记S核体系中,由于残余的S核之间的偶极-偶极相互作用与远程间接相互作用,互易定理将不适用。本文研究发现,在较快的魔角转速下(MAS),这些相互作用将被有效地减弱,并需要较长的时间才能实现自旋传递。因此,在较短的交叉极化时间内(<0.5 ms),标记体系也可以实现定量测量。而且,研究还发现该方法在混合样品中同样有效。(3)提出了一种可以使固态核磁交叉极化效率最大化的方法。交叉极化是固态核磁共振波谱学中最重要的方法之一,如何实现交叉极化的效率的最大化具有重要的研究意义。在该研究中,我们提出了一种由多重RAMP-CP组合脉冲来增强交叉极化效率的方法,其有效性在计算机模拟和实验中均得到了验证。在固态甘氨酸样品中,最佳交叉极化效率达到最高水平。(4)开发了一种嵌入式的虚拟核磁共振谱仪系统。可信赖的模拟运算是现代核磁共振波谱学重要的工具。有许多NMR模拟软件已被开发出来,比如Simpson, Spin-Evolution等。但这些软件具有界面繁琐、指令复杂、难以快速学习的缺点。我们独立开发了一款基于JAVA的可嵌入式虚拟核磁共振系统。该虚拟谱仪可以与已有的核磁共振谱仪系统无缝对接,在熟悉的操作界面中一体化实现脉冲编辑、参数调整、数据计算及处理。所有模拟操作和实验操作高度一致,模拟所得FID和实验所得FID高度兼容。该系统对科研和教学活动均有重要应用价值。