Figura 1. Autoensamblaje de Cu2S NP a NF y propiedades quirópticas de los NF. (a-c) Imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) de NF ensambladas a partir de (a) L-Cys-, (b) D-Cys- y (c) DL-Cys-Cu2S NP. ( d ) Espectros de dicroísmo circular (CD) de NF que se muestran en (a-c), que muestran actividad quiróptica en la región UV-SWIR. ( e ) Imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de diferentes etapas durante la formación de NF, NP (0 h) ensambladas en NF (20 h) a través de suprapartículas (1 h, 2 h) y nanohojas (5 h, 10 h). Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Un equipo de investigación transfirió la quiralidad de la escala molecular a una microescala para ampliar las aplicaciones y las plataformas de materiales. La actividad óptica de este nuevo material quiral abarca la región infrarroja de onda corta.
Esta plataforma podría servir como una poderosa estrategia para la transferencia de quiralidad jerárquica a través del autoensamblaje, generando una amplia actividad óptica y brindando inmensas aplicaciones que incluyen biotecnología, telecomunicaciones y técnicas de imagen. Esta es la primera observación de una ventana tan amplia de actividad quiróptica de nanomateriales.
"Sintetizamos sulfuros de cobre quirales usando cisteína, como estabilizador, y transfiriendo la quiralidad de la escala molecular a la microescala a través del autoensamblaje", explicó el profesor Jihyeon Yeom del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, quien dirigió la investigación. El resultado se informó en ACS Nano el 14 de septiembre.
Los nanomateriales quirales proporcionan una rica plataforma para aplicaciones versátiles. Ajustar la longitud de onda de los máximos de rotación de polarización en el amplio rango es un candidato prometedor para la estimulación neuronal infrarroja, la obtención de imágenes y la nanotermometría. Sin embargo, la mayoría de los nanomateriales quirales desarrollados previamente revelaron la actividad óptica en un rango de longitud de onda relativamente más corto, no en el infrarrojo de onda corta.
Para lograr actividad quiróptica en la región infrarroja de onda corta, los materiales deben tener dimensiones submicrométricas, que sean compatibles con la longitud de onda de la luz de la región infrarroja de onda corta para una fuerte interacción luz-materia. También deben tener la propiedad óptica de absorción de la región infrarroja de onda corta mientras forman una estructura con quiralidad.
El equipo del profesor Yeom indujo el autoensamblaje de las nanopartículas quirales mediante el control de las fuerzas de atracción y repulsión entre las nanopartículas del bloque de construcción. Durante este proceso, la quiralidad molecular de la cisteína se transfirió a la quiralidad a nanoescala de las nanopartículas, y luego se transfirió a la quiralidad a escala micrométrica de las nanoflores con dimensiones de 1,5 a 2 2 μm formadas por el autoensamblaje.
"Trabajaremos para expandir el rango de longitud de onda de la actividad quiróptica a la región infrarroja de onda corta, remodelando así nuestra vida diaria en forma de un biocódigo de barras que puede almacenar una gran cantidad de información debajo de la piel", dijo el profesor Yeom. Quiralidad electromagnética:de los fundamentos a los fenómenos quirópticos no tradicionales
