Holografische displays helpen een driedimensionaal - en dus meer levensecht - gevoel toe te voegen aan wat anders zou lijken op een tweedimensionaal beeld. Nutsvoorzieningen, onderzoekers in Japan hebben getest hoe dit op supramoleculair niveau kan werken; dergelijke tests kunnen leiden tot verbeterde weergaven.

Algemeen, men kan een bepaald type moleculaire component die ten grondslag ligt aan spiraalvormige vloeibare kristallen niet op hun moleculaire spiegelbeelden leggen, net zoals een persoon zijn twee handen niet over elkaar kan leggen en ze precies op elkaar kan laten passen zonder er een om te draaien. Moleculen met deze eigenschap worden beschreven als 'chiraal'. Sommige materialen maken gebruik van het principe van chiraliteit om licht te roteren in een vlak loodrecht op de richting van de lichtgolf, zogenaamde circulaire polarisatie. Begrijpen hoe dergelijke materialen werken, kan onderzoekers helpen bij het ontwikkelen, bijvoorbeeld, geavanceerde holografie of optische codering.

Onderzoekers hebben lang gepostuleerd dat spiraalvormige moleculaire assemblages, bij het verlichten, circulair gepolariseerd licht uitzenden op een ruimtelijk anisotrope manier die afhangt van de driedimensionale morfologie en oriëntatie van de assemblages. Echter, dit oriëntatievermoeden is niet afdoende getest op moleculair niveau. Dit zou onderzoekers moeten helpen verbeterde beeldschermen te ontwikkelen en de optische principes die aan dergelijke beeldschermen ten grondslag liggen beter te begrijpen.

In een recent gepubliceerd onderzoek in Tijdschrift van de American Chemical Society , onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba demonstreerden de ruimtelijke verdeling van circulair gepolariseerd licht dat wordt uitgezonden door een microsferische moleculaire assemblage bestaande uit een chiraal polymeer.

"De samenstellende polymeren aggregeren spontaan met elkaar op een spiraalvormige manier met een microbolvormige morfologie, gewoon door langzame diffusie van methanoldamp in een chloroformoplossing van het chirale polymeer, " legt professor Yohei Yamamoto uit, senior auteur. "Dit is essentieel voor het geven van maximale macroscopische orde aan de polymeerassemblages, die onbereikbaar is in oplossing of dunne-film toestanden."

Gepolariseerde optische microscopie-beeldvorming van de microdeeltjes onthulde de spiraalvormige, of spiraalvormig, structuur. Uit deze microscopische waarnemingen het team concludeerde dat de chiraliteit op atomaire schaal van het polymeer de "handigheid" of richting van de spiraalvormige textuur van de microdeeltjes definieerde. Het oppakken van een enkel microdeeltje en het observeren terwijl het op verschillende manieren ronddraaide, bevestigde deze afleiding.

"De ruimtelijke verdeling van de circulair gepolariseerde fluorescentie van individuele deeltjes mist wezenlijk rotatiesymmetrie, " zegt professor Yamamoto. "Dit is toe te schrijven aan de driedimensionale anisotrope moleculaire stapeling van het polymeer waaruit de microdeeltjes bestaan."

Biologische organismen gebruiken vaak spiraalvormige stapeling om eiwitten of nucleïnezuren te vouwen - biologische polymeren. Dergelijk vouwen kan nuttig zijn in computeralgoritmen, medicijnafgifte, en andere technologieën. Onderzoekers zouden kunnen worden geïnspireerd door de bevindingen die hier worden gerapporteerd om driedimensionale kleuruitlezing op te nemen in objecten op nanoschaal. Ondertussen, onderzoekers hebben nu een nieuwe veelzijdige tool om te bestuderen hoe men moleculaire structuur kan gebruiken om de ruimtelijke eigenschappen van computerschermen te verbeteren, lasers, en andere alledaagse technologieën.