Nanoskopiske gyldne kilder kunne optrevle snoede molekyler

University of Bath-forskere har brugt fjederformede spoler i guld 5, 000 gange tyndere end menneskehår og kraftige lasere for at muliggøre detektering af snoede molekyler, og applikationerne kunne forbedre farmaceutisk design, telekommunikation og nanorobotik.

Molekyler, herunder mange lægemidler, sno sig på bestemte måder og kan eksistere i venstre- eller højrehåndede former afhængigt af hvordan de vrider sig. Denne vridning, kaldet chiralitet, er afgørende at forstå, fordi det ændrer den måde et molekyle opfører sig på, for eksempel i vores krop.

Forskere kan studere chirale molekyler ved hjælp af særligt laserlys, som selv vrider sig, mens den rejser. Sådanne undersøgelser bliver især vanskelige for små mængder molekyler. Det er her de små guldfjedre kan være nyttige. Deres form vrider lyset og kunne bedre passe det til molekylerne, gør det nemmere at registrere små mængder.

Ved at bruge nogle af de mindste fjedre nogensinde skabt, forskerne fra University of Bath Department of Physics, arbejder med kolleger fra Max Planck Institute for Intelligent Systems, undersøgt, hvor effektive guldfjedrene kunne være til at forbedre interaktioner mellem lys og chirale molekyler. De baserede deres undersøgelse på en farvekonverteringsmetode for lys, kendt som Second Harmonic Generation (SHG), hvorved jo bedre fjederens ydeevne, jo mere rødt laserlys omdannes til blåt laserlys.

De fandt ud af, at kilderne faktisk var meget lovende, men at hvor godt de fungerede, afhang af den retning, de vendte mod.

Fysik ph.d.-studerende David Hooper, som er den første forfatter til undersøgelsen, sagde:"Det er som at bruge et kalejdoskop til at se på et billede; billedet bliver forvrænget, når du drejer kalejdoskopet. Vi er nødt til at minimere forvrængningen."

For at reducere forvrængningerne, teamet arbejder nu på måder at optimere fjedrene på, som er kendt som chirale nanostrukturer.

"At nøje observere molekylernes chiralitet har mange potentielle anvendelser, for eksempel kunne det hjælpe med at forbedre design og renhed af lægemidler og finkemikalier, hjælpe med at udvikle bevægelseskontrol til nanorobotik og miniaturisere komponenter i telekommunikation, " sagde Dr Ventsislav Valev, der ledede undersøgelsen og University of Baths forskningsteam.

Forskningen er publiceret i tidsskriftet Avancerede materialer .