Chirale krabber

Sander Wezenberg, og ph.d. -studerende Thomas van Leeuwen og Kaja Sitkowska, fra University of Groningen i Holland, talte til os om deres arbejde inden for kiralitet og molekylære motorer, og havet scen på forsiden af ChemComm at det inspirerede.

Kiralitet er en meget vigtig egenskab inden for videnskab og natur. Det er en form for asymmetri, hvorved du kan have to objekter, der er identiske på alle måder, bortset fra at de er spejlbilleder af hinanden. Dine hænder er et eksempel på et chiralt objekt.

Når kiralitet anvendes på molekyler, molekylets to spejlbilledformer kaldes isomerer, og kaldes ofte 'venstrehåndede' og 'højrehåndede' isomer. Det er meget almindeligt, at en isomer af et molekyle findes i naturen, mens den anden isomer kun kan opnås ved at syntetisere den i et laboratorium. "Ingen ved, hvor denne præference for en kiral form i naturen kommer fra", siger Thomas. "Det er stadig lidt af et mysterium i kemi."

Dette kan være et problem for kemikere, da det undertiden er det ikke-naturligt forekommende molekyle, der er det mest nyttige i reaktioner, og til applikationer såsom lægemiddelmolekyler. Det er derfor meget nyttigt at kunne konvertere et molekyle fra den ene kirale form til den anden.

Flirende chiralitet

Omskiftelige chirale polymerer - det vil sige lange molekyler, som du kan vende mellem venstre- og højrehåndede chiraliteter-har applikationer i, for eksempel, sansematerialer.

"Vi arbejder på en måde at kontrollere chiraliteten af ​​polymerer ved hjælp af en lille molekylær motor som en udløser, «siger Thomas.

Sander forklarer:"Vi har et meget unikt molekyle-en molekylær motor-hvor du kan styre kiraliteten ved hjælp af en sekvens af lette og termisk aktiverede trin. Vi har nu fundet en måde at overføre den chirale information fra det molekyle til et andet molekyle - polymeren - hvilket betyder, at du kan kontrollere polymerens håndethed på en dynamisk måde. "

Molekylære motorer er et varmt emne i gruppen, som ledes af Ben Feringa, der vandt Nobelprisen i 2016 for sit arbejde på dette område, sammen med andre modtagere Fraser Stoddart og Jean-Pierre Sauvage.

Molekylmotoren fastgør sig til polymeren via ikke-kovalente interaktioner, og lys bruges som en stimulans til at skifte dens chiralitet. På grund af den måde, den er knyttet til polymeren, polymeren skifter også.