Forskere skaber et nanomateriale, der er både snoet og uforvrengt på samme tid

Et nyt nanomateriale, der er udviklet af forskere ved University of Bath, kunne løse et problem, hvor forskere står over for nogle af de mest lovende typer af fremtidige lægemidler.

Forskere, der studerer nanoskalaen - med molekyler og materialer 10, 000 mindre end et knappenålshoved – skal være i stand til at teste den måde, nogle molekyler vrider sig på, kendt som deres chiralitet, fordi spejlbilledmolekyler med samme struktur kan have meget forskellige egenskaber. For eksempel lugter en slags molekyle af citroner, når det vrider sig i én retning, og appelsiner, når de er snoet den anden vej.

Det er især vigtigt at opdage disse vendinger i nogle industrier af høj værdi, såsom lægemidler, parfume, fødevaretilsætningsstoffer og pesticider.

For nylig, en ny klasse af materialer i nanoskala er blevet udviklet for at hjælpe med at skelne molekylernes chiralitet. Disse såkaldte 'nanomaterialer' består normalt af små snoede metaltråde, der selv er chirale.

Imidlertid, det er blevet meget svært at skelne vridningen af ​​nanomaterialerne fra vridningen af ​​de molekyler, de skal hjælpe med at studere.

For at løse dette problem skabte holdet fra University of Baths Institut for Fysik et nanomateriale, der både er snoet, og det er det ikke. Dette nanomateriale har lige mange modsatte drejninger - hvilket betyder, at de ophæver hinanden. Som regel, ved interaktion med lys, sådant materiale fremstår uden nogen drejning; hvordan kunne det så optimeres til at interagere med molekyler?

Ved hjælp af en matematisk analyse af materialets symmetriegenskaber, holdet opdagede nogle få specielle tilfælde, som kan bringe det 'skjulte' twist til lys og muliggøre meget følsom detektion af chiralitet i molekyler.

Hovedforfatter professor Ventsislav Valev, fra University of Bath Department of Physics, sagde:"Dette arbejde fjerner en vigtig vejspærring for hele forskningsfeltet og baner vejen for ultrafølsom påvisning af chiralitet i molekyler, ved hjælp af nanomaterialer."

Ph.D. elev Alex Murphy, der arbejdede på undersøgelsen, sagde:"Molekylær chiralitet er en fantastisk egenskab at studere. Du kan lugte chiralitet, da de samme, men modsat snoede molekyler lugter af citroner og appelsiner. Du kan smage chiralitet, da det ene twist af aspartam er sødt, og det andet er smagløst. Du kan føle chiralitet, da det ene twist af menthol giver en kølig fornemmelse for huden, mens den anden ikke gør det. Du rører ved chiralitet udtrykt i drejning af muslingeskaller. Og det er fantastisk at se chiralitet udtrykt i dens interaktioner med laserlysets farver."