Nye chirale nanostrukturer til at udvide materialeplatformen

Et forskerhold overførte chiralitet fra den molekylære skala til en mikroskala for at udvide materialeplatforme og applikationer. Den optiske aktivitet fra dette nye chirale materiale omfatter kortbølget infrarødt område.

Denne platform kunne tjene som en kraftfuld strategi for hierarkisk chiralitetsoverførsel gennem selvsamling, generere bred optisk aktivitet og levere enorme applikationer, herunder bio-, telekommunikations- og billedteknik. Dette er den første observation af et så bredt vindue af chiroptisk aktivitet fra nanomaterialer.

"Vi syntetiserede chirale kobbersulfider ved hjælp af cystein, som stabilisator, og overførte chiraliteten fra molekylær til mikroskala gennem selvsamling," forklarede professor Jihyeon Yeom fra Institut for Materialevidenskab og Teknik, der ledede forskningen. Resultatet blev rapporteret i ACS Nano den 14. september.

Chirale nanomaterialer giver en rig platform for alsidige applikationer. Justering af bølgelængden af ​​polarisationsrotationsmaksima i det brede område er en lovende kandidat til infrarød neural stimulering, billeddannelse og nanotermometri. Imidlertid afslørede størstedelen af ​​tidligere udviklede chirale nanomaterialer den optiske aktivitet i et relativt kortere bølgelængdeområde, ikke i kortbølget infrarødt.

For at opnå chiroptisk aktivitet i det kortbølgede infrarøde område bør materialer være i sub-mikrometer dimensioner, som er kompatible med bølgelængden af ​​kortbølget infrarødt områdes lys for stærk lys-stof-interaktion. De bør også have den optiske egenskab kortbølget infrarød regions absorption, mens de danner en struktur med chiralitet.

Professor Yeoms team inducerede selvsamling af de chirale nanopartikler ved at kontrollere tiltræknings- og frastødningskræfterne mellem byggestensnanopartiklerne. I løbet af denne proces blev molekylær chiralitet af cystein overført til nanoskala chiralitet af nanopartikler og derefter overført til mikrometer skala chiralitet af nanoblomster med 1,5-2 2 μm dimensioner dannet af selvsamlingen.

"Vi vil arbejde på at udvide bølgelængdeområdet for kirotisk aktivitet til den kortbølgede infrarøde region og dermed omforme vores daglige liv i form af en bio-stregkode, der kan gemme store mængder information under huden," sagde professor Yeom. + Udforsk yderligere

Elektromagnetisk chiralitet:Fra grundlæggende til utraditionelle kirotiske fænomener