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    Las moléculas diestras o zurdas ayudan a las estructuras materiales

    Una reconstrucción de copolímeros de bloque como se ve a través de un microscopio electrónico muestra claramente cómo siguen la quiralidad, o destreza, establecido por sus moléculas básicas y crecer en estructuras en espiral que se tuercen hacia la izquierda o hacia la derecha. Su "manejabilidad" controlable y su capacidad de sintonización podrían conducir a materiales con cualidades ópticas únicas. Crédito:Rong-Ming Ho / Universidad Nacional Tsing Hua

    Como a continuación, tan arriba. Ese parece ser un principio operativo para las moléculas que comienzan con una quiralidad básica, o "destreza", y la transmiten a medida que se combinan en estructuras más grandes.

    Un equipo internacional que incluía al científico de materiales de la Universidad de Rice, Edwin Thomas, buscó un nuevo, detalle fundamental de su creación ascendente de varios copolímeros de bloque, materiales sintéticos que se ensamblan naturalmente a partir de pequeños bloques de construcción.

    Encontraron que la quiralidad izquierda o derecha establecida por los bloques de construcción más pequeños (monómeros) del polímero se replicaba a sí mismo cuando el material microscópico se unía para formar estructuras en espiral a mayor escala similares a las que se encuentran comúnmente en la naturaleza, por ejemplo, en ADN helicoidal, y podría permitir la creación de materiales con propiedades únicas.

    "Desde el punto de vista de las propiedades, la quiralidad es bastante grande para la óptica, ", Dijo Thomas." La esperanza es que podamos controlar el autoensamblaje de entidades quirales para hacer entidades superquirales 10 o 100 veces más grandes para que puedan interactuar con luz visible o incluso infrarroja ".

    El descubrimiento dirigido por los colegas experimentales del profesor de Rice en Taiwán es el tema central de un artículo en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

    Thomas y su equipo han pasado años desarrollando experiencia en copolímeros de bloque, una clase de metamateriales que pueden ensamblarse en muchos patrones distintos, incluyendo capas alternas. Un copolímero de capa alterna que crearon demostró ser capaz de absorber la energía de una bala a microescala, mientras que otro formó una película que cambia de color capaz de actuar como sensor en el empaque de alimentos que podría detectar el deterioro y otra que podría usarse para escribir en color de manera reversible en papel común.

    Thomas señaló la importancia de la quiralidad en la naturaleza, especialmente en el diseño de fármacos, donde una molécula zurda puede ser un salvador mientras que la misma molécula, pero diestro, es tóxico. Los copolímeros quirales específicos que imitan la naturaleza también podrían convertirse en compuestos resistentes pero flexibles con propiedades ajustables, él dijo.

    Científicos de las universidades Nacional Tsing Hua y Nacional Chung Cheng en Taiwán cultivaron matrices de cilindros de polímero a partir de monómeros y mostraron a través de reconstrucciones tridimensionales y videos de microscopio electrónico tomográfico que los cilindros se giraban hacia la izquierda o hacia la derecha según lo dictaban los bloques de construcción moleculares.

    Thomas dijo que los polímeros elásticos resultantes podrían estirarse y ajustarse a pedido para reaccionar a longitudes de onda de luz específicas. "Podríamos hacer cristales fotónicos que reflejen la luz de la mano derecha y transmitan la luz de la mano izquierda, ", dijo." Con luz polarizada circularmente, podía transmitir por un lado y reflejar por el otro. Sería un espejo para la derecha y perfectamente transparente para la izquierda.

    "Tengo muchas ganas de experimentar con la luz con estos materiales, porque la luz es fascinante, ", Dijo Thomas." Puedes hacer cosas que literalmente puedes ver manipulando el material ".

    Espera la creación de objetos quirales que sean aún más complejos. “¿Qué pasa si podemos hacer estructuras quirales a la izquierda que se fusionen en estructuras quirales a la derecha? ¿Y supongamos que podemos hacerlo en tres dimensiones? ¿Qué sucede allí?

    "Cada vez que resolvemos algo o pensamos que hemos encontrado algo interesante, todo lo que hemos hecho es abrir mil preguntas nuevas, ", dijo." Y tengo nuevas preguntas ".


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