Come sotto, così sopra. Questo sembra essere un principio operativo per le molecole che iniziano con una chiralità di base - o "mano" - e la trasmettono mentre si combinano in strutture più grandi.

Un team internazionale che includeva lo scienziato dei materiali della Rice University Edwin Thomas ha cercato un nuovo, dettaglio fondamentale dalla sua creazione dal basso di diversi copolimeri a blocchi, materiali sintetici che si assemblano naturalmente da piccoli blocchi.

Hanno scoperto che la chiralità sinistra o destra stabilita dai blocchi costitutivi più piccoli (monomeri) del polimero si replicava quando il materiale microscopico si univa per formare strutture a spirale su scala più ampia simili a quelle che si trovano comunemente in natura, ad esempio, nel DNA elicoidale e potrebbe consentire la creazione di materiali con proprietà uniche.

"Dal punto di vista delle proprietà, la chiralità è piuttosto grande per l'ottica, " ha detto Thomas. "La speranza è che possiamo controllare l'autoassemblaggio delle entità chirali per creare entità superchirali 10 o 100 volte più grandi in modo che siano in grado di interagire con la luce visibile o addirittura infrarossa".

La scoperta condotta dai colleghi sperimentali del professore di Rice a Taiwan è al centro di un articolo nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Thomas e il suo team hanno trascorso anni a sviluppare competenze nei copolimeri a blocchi, una classe di metamateriali che possono assemblarsi in molti modelli distinti, compresi strati alternati. Un copolimero a strati alternati che hanno creato si è dimostrato in grado di assorbire l'energia di un proiettile in microscala, mentre un altro formava un film cambiacolore in grado di fungere da sensore negli imballaggi alimentari in grado di rilevare il deterioramento e un altro che poteva essere utilizzato per scrivere in modo reversibile a colori su carta comune.

Thomas ha notato l'importanza della chiralità in natura, soprattutto nella progettazione di farmaci, dove una molecola mancina può essere un salvatore mentre la stessa molecola, ma destrorso, è tossico. I copolimeri chirali specifici che imitano la natura potrebbero anche diventare composti resistenti ma flessibili con caratteristiche uniche, proprietà sintonizzabili, Egli ha detto.

Gli scienziati delle università National Tsing Hua e National Chung Cheng di Taiwan hanno coltivato matrici di cilindri polimerici da monomeri e hanno mostrato attraverso ricostruzioni 3D e video al microscopio elettronico tomografico che i cilindri si attorcigliavano a sinistra o a destra come dettato dai mattoni molecolari.

Thomas ha affermato che i polimeri elastici risultanti potrebbero essere allungati e sintonizzati su richiesta per reagire a specifiche lunghezze d'onda della luce. "Potremmo creare cristalli fotonici che riflettono la luce della mano destra e trasmettono la luce della mano sinistra, " ha detto. "Con luce polarizzata circolarmente, potrebbe trasmettere per una mano e riflettere per l'altra. Sarebbe uno specchio per il destro e perfettamente trasparente per il sinistro.

"Non vedo l'ora di sperimentare la luce con questi materiali, perché la luce è affascinante, " ha detto Thomas. "Puoi fare cose che puoi letteralmente vedere manipolando il materiale".

Attende con ansia la creazione di oggetti chirali ancora più complessi. "E se potessimo creare strutture chirali di sinistra che si fondono in strutture chirali di destra? E supponiamo di poterlo fare in tre dimensioni? Cosa succede lì?

"Ogni volta che risolviamo qualcosa o pensiamo di aver trovato qualcosa di interessante, tutto quello che abbiamo fatto è aprire mille nuove domande, " ha detto. "E ho nuove domande."