Un raggio laser è passato da rosso a blu interagendo con molecole chirali. Credito:credito Ventsislav Valev e Joel Collins
I fisici dell'Università di Bath hanno ideato un metodo nuovo e altamente sensibile per testare veramente la chiralità di un materiale, eliminando il rischio di falsi positivi dagli effetti concorrenti.
Le molecole chirali esistono in diverse forme, anche quando sono fatti degli stessi atomi, quegli atomi possono essere disposti in modo diverso, ruotando in un modo o nell'altro. Questa differenza cruciale può influenzare le proprietà delle molecole e ha applicazioni in campi come telecomunicazioni, nanorobotica, prodotti farmaceutici e prodotti chimici industriali.
Però, a causa della natura nanoscopica di molte di queste molecole e materiali, può essere difficile per gli scienziati essere certi di lavorare con molecole chirali di una particolare torsione (nota come "mano"). Alcuni test utilizzati possono produrre falsi positivi, il che significa che gli scienziati potrebbero essere lasciati a lavorare con i campioni sbagliati.
Il team dell'Università di Bath, lavorando con i colleghi del Max Planck Institute for Intelligent Systems in Germania, ha dimostrato un metodo per separare la chiralità di una sostanza da fonti di falsi positivi. Per raggiungere questo obiettivo, hanno utilizzato il modo in cui la luce interagisce con le molecole artificiali (note come "metamolecole") costituite da minuscole eliche d'oro.
Il team ha diretto un potente raggio laser su campioni di metamolecole chirali, che lo fece cambiare colore:dal rosso al blu. Poiché la chiralità del campione imprime una svolta alla luce, anche la luce blu era distorta:45° a sinistra o a destra, a seconda della manualità del campione. In precedenza, è noto che i falsi positivi (come l'anisotropia) influenzano le misurazioni ottiche chirali.
Joel Collins, chi ha condotto gli esperimenti ha dichiarato:"Alcune altre tecniche possono produrre un effetto simile ma senza che ciò sia dovuto alla chiralità che può essere fuorviante. Potendo ruotare il campione e conservare gli effetti ottici abbiamo un vero test di chiralità, e puoi essere sicuro che ciò che vedi è dovuto alla chiralità e non a qualche altra proprietà."
Il dottor Ventsislav Valev, che ha guidato la ricerca, ha dichiarato:"Le meta-molecole sono scientificamente molto eccitanti. La nostra dimostrazione di questo effetto, esente da apporti di anisotropia, è il primo nel campo della ricerca. Più, siamo rimasti sbalorditi da quanto fosse grande. Una torsione a 45° di solito richiede di percorrere 5 cm di sciroppo di zucchero concentrato. Il nostro materiale è mezzo milione di volte più sottile".
La ricerca è pubblicata sulla rivista ACS Nano .