Por primera vez, los científicos han creado una forma de modelar la interacción entre la luz y las moléculas retorcidas, a medida que estas moléculas pasan de versiones zurdas a diestras, o viceversa. Las formas de transición ofrecen una visión más profunda de las simetrías de los materiales y su comportamiento inesperado podría conducir a un mejor diseño de los componentes de telecomunicaciones.

Muchas moléculas incluidos productos farmacéuticos importantes y productos químicos valiosos, existen en dos formas "quirales":tienen la misma estructura química dispuesta en imágenes de espejo, denominadas formas para zurdos y diestros. Esto puede alterar sus propiedades y, por lo tanto, es importante comprender completamente cómo interactúa el compuesto con otras moléculas. o luz.

Típicamente, solo ha sido posible estudiar la forma quiral de la mano izquierda o la derecha, pero nada en el medio, sin embargo, idealmente a los científicos les gustaría transformar gradualmente una forma de una mano a otra y observar cómo los efectos de este cambio se traducen en propiedades físicas.

Ahora, un equipo de investigación del Departamento de Física de la Universidad de Bath, trabajando con colegas de University College London, Bélgica y China, ha creado una forma de hacer exactamente eso.

Su método único consiste en fabricar "moléculas artificiales" metálicas a nanoescala representativas de 35 etapas intermedias en el camino de una transformación geométrica. de una mano a la otra. A esta nanoescala, la forma de la molécula artificial afecta sus propiedades ópticas, Entonces, al usar luz láser retorcida, el equipo estudió las propiedades de las distintas etapas, a medida que las moléculas artificiales se transformaron de izquierda a derecha.

El estudiante de doctorado Joel Collins dijo:"Pudimos seguir las propiedades de una molécula artificial quiral, ya que se transformó de la forma de la mano izquierda a la derecha, a través de dos rutas diferentes. Nadie ha hecho esto antes. Asombrosamente, encontramos que cada ruta conduce a un comportamiento diferente.

"Medimos la diferencia en la absorción de luz polarizada circularmente izquierda y derecha, conocido como dicroísmo circular (CD). A lo largo de una ruta las moléculas artificiales se comportan como era de esperar, con CD progresivamente decreciente, y eventualmente una reversión del CD, para la estructura espejada. Sin embargo, a lo largo de la segunda ruta, el CD invertido varias veces, incluso antes de que la estructura cambiara de orientación ".

La investigación se publica en la revista Materiales ópticos avanzados .

El Dr. Ventsislav Valev, que dirigió la investigación, dijo:"Esta es en realidad una idea muy elegante, pero solo se ha convertido en una posibilidad gracias a los recientes avances en nanofabricación".

"En Quimica, no se puede sintonizar el giro de una molécula quiral, por lo que todo científico que estudie estas moléculas necesita sintonizar la longitud de onda de la luz. Hemos demostrado una nueva, efecto físico complementario, donde fijamos la longitud de onda y sintonizamos el giro de la molécula artificial quiral. En muchos casos, nuestro enfoque es más práctico; por ejemplo, cuando diseñamos componentes de telecomunicaciones, donde la longitud de onda óptica está predeterminada ".