I membri del gruppo CEST hanno pubblicato un recente articolo che introduce un nuovo metodo per calcolare gli spettri CD nel codice GPAW open source. La pubblicazione mostra che l'approccio implementato è più efficiente del metodo di risposta lineare comunemente usato e può facilmente calcolare gli spettri CD dei sistemi su scala nanometrica, come i cluster d'argento ibridi composti da oltre 1000 atomi.

La registrazione di spettri CD è un metodo molto potente per studiare le proprietà ottiche chirali e rilevare piccoli cambiamenti strutturali nelle molecole chirali, DNA, proteine ​​e nanocluster, per dirne alcuni. Però, il costo computazionale della metodologia della teoria del funzionale della densità dipendente dal tempo (TDDFT) a risposta lineare comunemente usata aumenta drasticamente con la dimensione del sistema sotto osservazione, e in genere può essere applicato solo a piccoli sistemi. Per vincere questa sfida, ricercatori Esko Makkonen, Tuoma Rossi, Patrick Rinke e Xi Chen hanno lavorato con collaboratori di Jyväskylä, Spagna e Colombia per implementare un approccio più efficiente basato su TDDFT in tempo reale per calcolare gli spettri CD. Il codice pubblicato offre sia una combinazione lineare di orbitali atomici (LCAO) che modalità griglia. La modalità LCAO è vantaggiosa per i sistemi di grandi dimensioni, mentre la modalità griglia è adatta per piccole molecole e scopi di benchmark, rendendo così questo nuovo metodo estremamente versatile.

Gli autori hanno testato questa nuova implementazione su vari sistemi. In tutti i casi di prova, i calcoli mostrano un'elevata efficienza e concordano bene con i risultati sperimentali e i calcoli di riferimento. Spinto da questo successo iniziale, il gruppo è ora pronto per studiare molti altri nanocluster chirali. Lo scopo di questo lavoro è scoprire l'origine delle proprietà ottiche chirali nei nanocluster, e progettare cluster metallici utili come sensori chirali.

Questo articolo è pubblicato su The Giornale di Fisica Chimica .