En los años 1960, el sedante talidomida fue muy popular como uno de los únicos no barbitúricos, somníferos de venta libre en el mercado. Cuando los médicos empezaron a notar que también ayudaba a aliviar las náuseas matutinas en mujeres embarazadas, muchos comenzaron a recomendarlo a los pacientes para este uso no indicado en la etiqueta. Lo que siguió fue una explosión mundial en el número de niños que nacían con focomelia:miembros acortados o ausentes. Niños cuyas madres habían sido recomendadas por sus médicos con talidomida.

La talidomida era un compuesto por lo demás inofensivo, Entonces, ¿qué causó que tuviera efectos secundarios tan perjudiciales? La respuesta está en la propiedad de quiralidad.

Como un par de manos, algunas moléculas existen en dos estructuras, conocidos como enantiómeros, que son imágenes especulares distinguibles entre sí. Se denominan moléculas quirales. Estas moléculas quirales forman con mucha frecuencia la base de muchos productos farmacéuticos importantes. Pero al sintetizar estas moléculas para productos farmacéuticos, productos farmacéuticos como la talidomida, ibuprofeno, penicilina, y muchos más:es muy difícil saber qué "mano" obtendrás, y así los fabricantes terminan con lotes de moléculas que son una mezcla de ambos enantiómeros. En contraste con estas moléculas quirales sintéticas, las moléculas que componen la vida en la Tierra son homoquirales, es decir, todos los azúcares, ADN aminoácidos, y las proteínas existen sólo en una de sus dos formas enantioméricas. Aquí radica el problema:cuando los productos farmacéuticos quirales se fabrican sin tener en cuenta su "destreza manual, "un enantiómero puede ser terapéutico mientras que el otro es tóxico.

Por lo tanto, los fabricantes de productos farmacéuticos tienen un gran interés en poder crear lotes de estas moléculas quirales y separar una mano de la otra. En la mayor parte, esto se hace creando una superficie a partir de moléculas quirales de un solo enantiómero. Cuando le pasas otras moléculas quirales, las moléculas de la superficie homoquiral se agarrarán a las de su enantiómero opuesto, atrapándolos en la superficie, permitiendo que solo las moléculas del enantiómero deseado pasen con éxito. De esa manera, lo que les queda son moléculas de un solo enantiómero, que luego se puede utilizar en productos farmacéuticos sin correr el riesgo de toxicidad.

Si bien muchas empresas han logrado crear sus propias superficies quirales artificiales para este propósito, Nisha Shukla y Andrew Gellman han desarrollado una serie de nuevos métodos más fáciles para hacer superficies metálicas naturalmente quirales, como se describe en su perspectiva "Superficies de metal quiral para procesos enantioselectivos, " publicado en Materiales de la naturaleza .

"Hasta nuestro trabajo original, nadie sabía que las superficies metálicas podían tener estructuras intrínsecamente quirales, "dice Gellman, profesor de ingeniería química. "Pero este descubrimiento podría ofrecer nuevos procesos para hacer química quiral enantioselectiva y, por lo tanto, permitir nuevas rutas hacia productos farmacéuticos quirales enantioméricamente puros".

La mayoría de superficies quirales en uso práctico, según Gellman, están hechos de materiales aquirales que luego se tratan o modifican con adsorbatos quirales enantioméricamente puros, haciéndolos quirales y por lo tanto utilizables en la separación quiral. Pero esta nueva investigación ha demostrado por primera vez que existen muchas rutas para preparar materiales inorgánicos, metales en particular, que ya son intrínsecamente quirales, lo que significa que no tienen que tratarse con estos adsorbatos quirales para que sean útiles.

"Estos materiales inorgánicos quirales son mucho más eficientes que los materiales orgánicos utilizados tradicionalmente, "dice Shukla, científico principal de sistemas en el Acelerador de Investigación en Ingeniería, "ya que pueden mantener su estructura quiral a temperaturas más altas y en condiciones en las que los materiales orgánicos quirales se descompondrían".

Pero como ocurre con cualquier proceso comercial, para ser viable, debe ser escalable. A través de su investigación sobre estas superficies intrínsecamente quirales y el análisis de desarrollos recientes en el campo, Gellman y Shukla han demostrado que el camino hacia la fabricación escalable de estas áreas de gran superficie, Son posibles superficies enantioméricamente puras. En su investigación, describen una serie de métodos potenciales para desarrollarlos, desde el cultivo de películas de metal quirales, para imprimir superficies con patrones quirales, al desarrollo de nanopartículas quirales. Incluso presentan la posibilidad de imprimir orientaciones superficiales quirales en sustratos texturizados, aunque esto requerirá una mayor investigación.

"Cada uno de estos métodos tiene el potencial de llevar la fabricación totalmente escalable de superficies metálicas quirales a varias industrias, incluidos los productos farmacéuticos, agroquímicos, y otros, ", dice Gellman." Qué método es más eficiente depende en última instancia de los problemas que enfrenta esa industria en particular y la química quiral específica que un fabricante busca controlar ".