Een nieuw nanomateriaal, ontwikkeld door wetenschappers van de Universiteit van Bath, zou een oplossing kunnen bieden voor een raadsel waarmee wetenschappers worden geconfronteerd die enkele van de meest veelbelovende soorten toekomstige geneesmiddelen onderzoeken.

Wetenschappers die de nanoschaal bestuderen - met moleculen en materialen 10, 000 kleiner dan een speldenknop - moeten kunnen testen hoe sommige moleculen draaien, bekend als hun chiraliteit, omdat spiegelbeeldmoleculen met dezelfde structuur heel verschillende eigenschappen kunnen hebben. Een soort molecuul ruikt bijvoorbeeld naar citroenen als het in één richting draait, en sinaasappels wanneer ze de andere kant op worden gedraaid.

Het detecteren van deze wendingen is vooral belangrijk in sommige hoogwaardige industrieën zoals de farmaceutische, parfums, levensmiddelenadditieven en pesticiden.

Onlangs, er is een nieuwe klasse materialen op nanoschaal ontwikkeld om de chiraliteit van moleculen te helpen onderscheiden. Deze zogenaamde 'nanomaterialen' bestaan ​​meestal uit minuscule gedraaide metalen draadjes, die zelf chiraal zijn.

Echter, het is erg moeilijk geworden om de draaiing van de nanomaterialen te onderscheiden van de draaiing van de moleculen die ze zouden moeten helpen bestuderen.

Om dit probleem op te lossen, heeft het team van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Bath een nanomateriaal gemaakt dat zowel verwrongen is als dat niet is. Dit nanomateriaal heeft evenveel tegengestelde wendingen, wat betekent dat ze elkaar opheffen. Gebruikelijk, bij interactie met licht, dergelijk materiaal verschijnt zonder enige draai; hoe zou het dan kunnen worden geoptimaliseerd om te interageren met moleculen?

Met behulp van een wiskundige analyse van de symmetrie-eigenschappen van het materiaal, het team ontdekte een paar speciale gevallen, die de 'verborgen' draai aan het licht kunnen brengen en een zeer gevoelige detectie van chiraliteit in moleculen mogelijk maken.

Hoofdauteur professor Ventsislav Valev, van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Bath, zei:"Dit werk verwijdert een belangrijke wegversperring voor het hele onderzoeksveld en maakt de weg vrij voor ultragevoelige detectie van chiraliteit in moleculen, met behulp van nanomaterialen."

doctoraat student Alex Murphy, die aan de studie hebben meegewerkt, zei:"Moleculaire chiraliteit is een geweldige eigenschap om te bestuderen. Je kunt chiraliteit ruiken, omdat dezelfde maar tegengesteld verdraaide moleculen naar citroenen en sinaasappels ruiken. Je proeft chiraliteit, aangezien de ene draai van aspartaam ​​zoet is en de andere smakeloos. Je kunt chiraliteit voelen, omdat de ene draai van menthol een koel gevoel aan de huid geeft, terwijl de andere dat niet doet. Je raakt chiraliteit aan, uitgedrukt in de draaiing van schelpen. En het is geweldig om chiraliteit tot uitdrukking te zien komen in de interacties met de kleuren van laserlicht."