I display olografici aiutano ad aggiungere una sensazione tridimensionale, e quindi più realistica, a ciò che altrimenti apparirebbe come un'immagine bidimensionale. Ora, ricercatori in Giappone hanno testato come questo possa funzionare a livello supramolecolare; tali test potrebbero portare a visualizzazioni migliori.

Comunemente, non si può sovrapporre un certo tipo di componente molecolare che sta alla base dei cristalli liquidi disposti elicoidalmente sulle loro immagini speculari molecolari, proprio come una persona non può sovrapporre le due mani e farle combaciare esattamente senza capovolgerne una. Le molecole con questa proprietà sono descritte come "chirali". Alcuni materiali utilizzano il principio della chiralità per ruotare la luce in un piano perpendicolare alla direzione dell'onda luminosa, nota come polarizzazione circolare. Comprendere come funzionano tali materiali può aiutare i ricercatori a sviluppare, Per esempio, olografia avanzata o codifica ottica.

I ricercatori hanno a lungo postulato che gli assemblaggi molecolari elicoidali, dopo essere stato illuminato, emettono luce polarizzata circolarmente in un modo spazialmente anisotropo che dipende dalla morfologia tridimensionale e dall'orientamento degli assiemi. Però, questa presunzione di orientamento non è stata definitivamente testata a livello molecolare. Ciò dovrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare display migliori ea comprendere meglio i principi ottici che sono alla base di tali display.

In uno studio recentemente pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , i ricercatori dell'Università di Tsukuba hanno dimostrato la distribuzione spaziale della luce polarizzata circolarmente emessa da un insieme molecolare microsferico composto da un polimero chirale.

"I polimeri costituenti si aggregano spontaneamente tra loro in maniera elicoidale con una morfologia microsferica solo per lenta diffusione del vapore di metanolo in una soluzione cloroformica del polimero chirale, " spiega il professor Yohei Yamamoto, autore anziano. "Questo è essenziale per impartire il massimo ordine macroscopico agli assemblaggi polimerici, che è irraggiungibile in soluzione o stati di film sottile."

L'imaging al microscopio ottico polarizzato delle microparticelle ha rivelato la forma elicoidale, o a spirale, struttura. Da queste osservazioni microscopiche, il team ha dedotto che la chiralità su scala atomica del polimero definisce la "mano" o la direzione della trama a spirale delle microparticelle. Prelevare una singola microparticella e osservarla ruotandola in vari modi ha confermato questa deduzione.

"La distribuzione spaziale della fluorescenza polarizzata circolarmente dalle singole particelle manca sostanzialmente di simmetria rotazionale, " afferma il professor Yamamoto. "Ciò è attribuibile all'impilamento molecolare tridimensionalmente anisotropo del polimero che costituisce le microparticelle".

Gli organismi biologici usano spesso l'impilamento elicoidale per piegare proteine ​​o acidi nucleici, polimeri biologici. Tale ripiegamento può essere utile negli algoritmi informatici, consegna farmaci, e altre tecnologie. I ricercatori potrebbero essere ispirati dai risultati qui riportati per incorporare la lettura tridimensionale del colore in oggetti su nanoscala. Intanto, i ricercatori ora hanno un nuovo strumento versatile per studiare come si può usare la struttura molecolare per migliorare le proprietà spaziali dei display dei computer, laser, e altre tecnologie quotidiane.