El Asombroso Nanomaterial Está Retorcido Y Sin Torcer Al Mismo Tiempo

Nanomaterial que está retorcido y sin torcer

Un nanomaterial desarrollado en la Universidad de Bath permite una detección increíblemente sensible de la dirección en la que giran las moléculas con luz láser. Crédito: Ventsislav Valev y Alex Murphy

Los científicos iluminan los secretos de un nanomaterial que está retorcido y desenroscado al mismo tiempo. El material desarrollado en la Universidad de Bath permite una detección increíblemente sensible de la dirección de giro de las moléculas.

Un nuevo nanomaterial desarrollado por científicos de la Universidad de Bath podría resolver un enigma al que se enfrentan los científicos que investigan algunos de los tipos más prometedores de futuros productos farmacéuticos.

Los científicos que estudian la nanoescala, con moléculas y materiales 10,000 más pequeños que la cabeza de un alfiler, deben poder probar la forma en que algunas moléculas se retuercen, conocida como su quiralidad, porque las moléculas de imagen especular con la misma estructura pueden tener propiedades muy diferentes. Por ejemplo, un tipo de molécula huele a limón cuando se retuerce en una dirección y a naranjas cuando se retuerce en la otra dirección.

Detectar estos giros es especialmente importante en algunas industrias de alto valor como las farmacéuticas, los perfumes, los aditivos alimentarios y los pesticidas.

Recientemente, se ha desarrollado una nueva clase de materiales a nanoescala para ayudar a distinguir la quiralidad de las moléculas. Estos llamados ‘nanomateriales’ generalmente consisten en pequeños alambres de metal retorcidos, que son quirales en sí mismos.

Sin embargo, se ha vuelto muy difícil distinguir el giro de los nanomateriales del giro de las moléculas que se supone que ayudan a estudiar.

Para resolver este problema, el equipo del Departamento de Física de la Universidad de Bath creó un nanomaterial que está retorcido y no lo es. Este nanomaterial tiene el mismo número de giros opuestos, lo que significa que se cancelan entre sí. Por lo general, al interactuar con la luz, dicho material aparece sin ningún giro; Entonces, ¿cómo podría optimizarse para interactuar con moléculas? Utilizando un análisis matemático de las propiedades de simetría del material, el equipo descubrió algunos casos especiales, que pueden sacar a la luz el giro ‘oculto’ y permitir una detección muy sensible de la quiralidad en las moléculas.

El autor principal, el profesor Ventsislav Valev, del Departamento de Física de la Universidad de Bath, dijo: “Este trabajo elimina un obstáculo importante para todo el campo de investigación y allana el camino para la detección ultrasensible de quiralidad en moléculas, utilizando nanomateriales”.

El estudiante de doctorado Alex Murphy, quien trabajó en el estudio, dijo: “La quiralidad molecular es una propiedad asombrosa para estudiar. Se puede oler la quiralidad, ya que las mismas moléculas, pero torcidas de manera opuesta, huelen a limones y naranjas. Puede saborear la quiralidad, ya que un toque de aspartame es dulce y el otro no tiene sabor. Puede sentir quiralidad, ya que un toque de mentol le da una sensación fresca a la piel mientras que el otro no. Tocas la quiralidad expresada en el giro de las conchas marinas. Y es genial ver la quiralidad expresada en sus interacciones con los colores de la luz láser ”.

El estudio se publica en la revista Nanoscale Horizons. La investigación fue financiada por la Royal Society, el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología.

Referencia: “Medición de la actividad óptica en el campo lejano a partir de un nanomaterial racémico: espectroscopia de difracción de nanorejillas plasmónicas” por Christian Kuppe, Xuezhi Zheng, Calum Williams, Alexander WA Murphy, Joel T. Collins, Sergey N. Gordeev, Guy AE Vandenbosch y Ventsislav K. Valev, Nanoscale Horiz. , 2019,4, 1056-1062
DOI: 10.1039 / C9NH00067D

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