Figura 1. Autoassemblaggio di NP Cu2S in NF e proprietà chirottiche di NF. (a-c) Immagini di microscopia elettronica a scansione (SEM) di NF assemblate da (a) L-Cys-, (b) D-Cys- e (c) DL-Cys-Cu2S NPs. (d) Spettri di dicroismo circolare (CD) di NF mostrati in (a-c), che mostra l'attività chiroptica nella regione UV-SWIR. (e) Immagini di microscopia elettronica a trasmissione (TEM) di diversi stadi durante la formazione di NF, NP (0 h) assemblate in NF (20 h) attraverso sovraparticelle (1 h, 2 h) e nanofoglie (5 h, 10 h). Credito:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
Un team di ricerca ha trasferito la chiralità dalla scala molecolare a una microscala per estendere le piattaforme e le applicazioni dei materiali. L'attività ottica di questo nuovo materiale chirale comprende la regione dell'infrarosso a onde corte.
Questa piattaforma potrebbe fungere da potente strategia per il trasferimento gerarchico della chiralità attraverso l'autoassemblaggio, generando un'ampia attività ottica e fornendo immense applicazioni tra cui biotecnologie, telecomunicazioni e tecniche di imaging. Questa è la prima osservazione di una finestra così ampia di attività chirottica dai nanomateriali.
"Abbiamo sintetizzato solfuri di rame chirali usando la cisteina, come stabilizzante, e trasferendo la chiralità dalla molecola alla microscala attraverso l'autoassemblaggio", ha spiegato il professor Jihyeon Yeom del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali, che ha guidato la ricerca. Il risultato è stato riportato in ACS Nano il 14 settembre.
I nanomateriali chirali forniscono una ricca piattaforma per applicazioni versatili. La regolazione della lunghezza d'onda dei massimi di rotazione della polarizzazione nell'ampia gamma è un candidato promettente per la stimolazione neurale a infrarossi, l'imaging e la nanotermometria. Tuttavia, la maggior parte dei nanomateriali chirali sviluppati in precedenza ha rivelato l'attività ottica in un intervallo di lunghezze d'onda relativamente più brevi, non nell'infrarosso a onde corte.
Per ottenere l'attività chiroptica nella regione dell'infrarosso a onde corte, i materiali dovrebbero avere dimensioni submicrometriche, che sono compatibili con la lunghezza d'onda della luce della regione dell'infrarosso a onde corte per una forte interazione luce-materia. Dovrebbero anche avere la proprietà ottica dell'assorbimento della regione infrarossa a onde corte mentre formano una struttura con chiralità.
Il team del professor Yeom ha indotto l'autoassemblaggio delle nanoparticelle chirali controllando le forze di attrazione e repulsione tra le nanoparticelle dei blocchi costitutivi. Durante questo processo, la chiralità molecolare della cisteina è stata trasferita alla chiralità su scala nanometrica delle nanoparticelle e quindi trasferita alla chiralità su scala micrometrica dei nanofiori con dimensioni di 1,5–2 2 μm formata dall'autoassemblaggio.
"Lavoreremo per espandere la gamma di lunghezze d'onda dell'attività chiroptica alla regione dell'infrarosso a onde corte, rimodellando così la nostra vita quotidiana sotto forma di un bio-codice a barre in grado di memorizzare una grande quantità di informazioni sotto la pelle", ha affermato il professor Yeom. + Esplora ulteriormente
