Le molecole chirali sono immagini speculari l'una dell'altra. Non sono sovrapponibili e svolgono un ruolo cruciale nei materiali e nelle tecnologie avanzate. Però, non esistevano sistemi teorici affidabili per la progettazione e la sintesi di materiali chirali. Questi sistemi avevano visto solo uno sviluppo graduale, con i chimici che fanno progressi nella progettazione e nella sintesi di materiali chirali basati sulla loro intuizione.

Un gruppo di ricerca guidato da Tadashi Mori presso l'Università di Osaka ha allineato due esaeliceni (Figura 1) in vari orientamenti, teoricamente esaminato, e ha proposto che il doppio esaelicene a forma di S e X allineato nella giusta simmetria fosse una chiave per migliorare le proprietà degli eliceni. I ricercatori hanno quindi sintetizzato i doppi esaeliceni per dimostrare le loro proprietà chirottiche migliorate come materiali chirali:dicroismo circolare (CD) e luminescenza polarizzata circolarmente (CPL). I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati in Chimica delle comunicazioni .

Hanno allineato più unità di esaelicene chirale per esaminare a fondo come le loro proprietà chirottiche sarebbero migliorate dai calcoli della chimica quantistica. (Figura 2) I risultati hanno suggerito che le prestazioni chirottiche sono state migliorate negli eliceni a forma di S e X allineati nella giusta simmetria.

I ricercatori hanno anche esaminato il numero di molecole da allineare e lo spazio tra le molecole e hanno scoperto la possibilità che doppi eliceni, in cui si fondono due eliceni, potrebbero diventare materiali chirali ideali.

Sulla base della discussione sopra esposta, impiegando doppi esaeliceni incontaminati a forma di X e S (DNH e DPC) come modelli molecolari rappresentativi, questo gruppo ha sintetizzato entrambi i doppi esaeliceni, dimostrando un drastico miglioramento delle loro proprietà chirottiche. (Figura 3)

Hanno cercato di determinare quali fattori controllano le risposte chiroottiche e hanno scoperto che sia l'intensità che l'orientamento dei momenti di dipolo di transizione elettrica e magnetica delle molecole erano importanti.

Questo gruppo ha dimostrato un nuovo protocollo logico per la progettazione di materiali chirali:come allineare e progettare le molecole in modo razionale. Utilizzando strategie al di là delle modalità convenzionali di sviluppo dei materiali basate sull'intuizione dei ricercatori, il gruppo ha drasticamente migliorato i costi di sviluppo dei materiali. La luce polarizzata può essere utilizzata per la tecnologia dell'informazione ottica di nuova generazione, quindi questo studio accelererà l'innovazione tecnica nello sviluppo di materiali avanzati per display 3D ed endoscopi in applicazioni mediche, così come la vernice di sicurezza nei campi dell'informazione e della comunicazione.