"In de farmacie in staat zijn om een ​​molecuul over te zetten van de ene chiraliteit naar de andere met behulp van licht in plaats van natte chemie zou een droom zijn, " zegt professor Reinhard Dörner van het Institute of Atomic Physics aan de Goethe University. Zijn promovendus Kilian Fehre heeft deze droom nu een stap dichter bij het uitkomen gebracht. Zijn observatie:de vorming van de rechts- of linkshandige versie hangt af van de richting waaruit laserlicht de initiator raakt.

Voor zijn experiment Kilian Fehre gebruikte het vlakke mierenzuurmolecuul. Hij activeerde het met een intense, circulair gepolariseerde laserpuls om deze over te zetten naar een chirale vorm. Tegelijkertijd, de straling zorgde ervoor dat het molecuul in zijn atomaire componenten brak. Voor het experiment was het nodig om het molecuul te vernietigen, zodat kon worden vastgesteld of er een duplicaat- of spiegelversie was gemaakt.

Fehre gebruikte voor de analyse de "reactiemicroscoop" (COLTRIMS-methode) die is ontwikkeld aan het Institute for Atomic Physics. Het maakt het onderzoek van individuele moleculen in een moleculaire bundel mogelijk. Na de explosieve afbraak van het molecuul, de gegevens van de detector kunnen worden gebruikt om de richting en snelheid van de paden van de fragmenten nauwkeurig te berekenen. Dit maakt het mogelijk om de ruimtelijke structuur van het molecuul te reconstrueren.

Om in de toekomst chirale moleculen met de gewenste chiraliteit te creëren, er moet voor worden gezorgd dat de moleculen op dezelfde manier zijn georiënteerd met betrekking tot de circulair gepolariseerde laserpuls. Dit zou kunnen door ze vooraf te oriënteren met behulp van een langgolvig laserlicht.

Deze ontdekking zou ook een cruciale rol kunnen spelen bij het genereren van grotere hoeveelheden moleculen met uniforme chiraliteit. Echter, de onderzoekers zijn van mening dat in dergelijke gevallen, vloeistoffen zouden waarschijnlijk worden uitgestraald in plaats van gassen. "Er is nog veel werk aan de winkel voordat we zover zijn, ’ gelooft Kilian Fehre.

De detectie en manipulatie van chirale moleculen met behulp van licht is de focus van een prioriteitsprogramma dat de gedenkwaardige naam "ELCH" draagt ​​en dat sinds 2018 wordt gefinancierd door de Duitse Onderzoeksraad. Wetenschappers uit Kassel, Marburg, Hamburg en Frankfurt hebben hun krachten gebundeld in dit programma. "De langetermijnfinanciering en de nauwe samenwerking met het prioriteitsprogramma bieden ons de nodige middelen om in de toekomst de chiraliteit in een grote klasse moleculen te leren beheersen, " concludeert Markus Schöffler, een van de projectmanagers van Frankfurt van het prioriteitsprogramma.