Un grupo de investigación del Instituto de Ciencias Moleculares ha observado con éxito la orientación izquierda y derecha de las estructuras materiales a nanoescala, iluminando nanoestructuras quirales de oro con luz polarizada circular y detectando la fuerza óptica que actúa sobre una sonda cerca de las nanoestructuras. Este resultado demostró que es posible analizar la estructura quiral de la materia a nanoescala utilizando luz.
La quiralidad describe la propiedad de una estructura material de no ser superponible a su imagen especular. Dado que las manos izquierda y derecha, que son imágenes especulares entre sí, no coinciden (no son iguales), son quirales.
Los objetos quirales se pueden distinguir entre diestros y zurdos. Muchas sustancias que constituyen la vida son quirales y, a menudo, solo existe naturalmente una de las diestras o zurdas. Además, en los nuevos materiales funcionales, su naturaleza quiral suele jugar un papel importante para las funciones.
Una característica de estos materiales quirales es mostrar diferentes respuestas a la luz polarizada circularmente hacia la derecha y hacia la izquierda, lo que se conoce como efecto quiroóptico. Sin embargo, hasta ahora no se había observado el efecto quiroóptico a escala nanométrica, que se produce cerca de una sustancia quiral.
En este estudio, el efecto quiroóptico a nanoescala se observó mediante el uso de microscopía de fuerza fotoinducida en modo de fuerza óptica (OF-PiFM), que detecta la fuerza óptica ejercida en la punta cerca del objeto iluminado. Aunque en teoría se consideraba que el efecto quiroóptico a nanoescala se podía observar utilizando OF-PiFM, no se habían informado observaciones reales. El artículo se publica en la revista Nano Letters. .
El grupo de investigación observó con éxito el efecto quiroóptico a nanoescala detectando la fuerza óptica inducida en la sonda cerca de la nanoestructura de oro quiral iluminada con luz polarizada circularmente hacia la derecha y hacia la izquierda usando OF-PiFM.
Como muestra para comprobar la eficacia de este método, el grupo de investigación utilizó nanoestructuras de oro en forma de gammadión.
Como resultado de la obtención de imágenes de las estructuras gammadion con OF-PiFM, se obtuvieron imágenes diferentes al iluminar con luz polarizada circularmente a la derecha en comparación con luz polarizada circularmente a la izquierda.
Estos resultados aclaran que la zurda localmente a escala nanométrica se puede distinguir y observar utilizando OF-PiFM con luz polarizada circularmente.
Más información: Junsuke Yamanishi et al, Observación nanoscópica de la fuerza quiroóptica, Nano letras (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02534
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales
