科学家创造了一种可以扭曲和解开的纳米材料

轩辕平娅
导读 巴斯大学科学家开发的一种新的纳米材料可以解决科学家在探索一些最有前途的未来药物类型时面临的问题。研究纳米尺度的科学家需要能够测试分

巴斯大学科学家开发的一种新的纳米材料可以解决科学家在探索一些最有前途的未来药物类型时面临的问题。

研究纳米尺度的科学家需要能够测试分子扭曲的一些方式(称为手性),因为它们的分子和物质比针小一万倍,也因为结构相同的镜像分子可能具有非常不同的特性。比如一个方向扭了,一个柠檬有分子味,另一个方向扭了就变成橘子了。

在一些高价值行业,如医药、香水、食品添加剂、农药等,检测这些波折尤为重要。

最近,一类新的纳米材料已经被开发出来,以帮助区分分子的手性。这些所谓的“纳米材料”通常由微小的扭曲金属线组成,它们本身就是手性的。

然而,很难区分纳米材料的扭曲和它们应该帮助研究的分子的扭曲。

为了解决这个问题,巴斯大学物理系的团队创造了一种既扭曲又不扭曲的纳米材料。这种纳米材料具有相同数量的相反扭曲,这意味着它们相互抵消。通常,当与光相互作用时,这种材料看起来不会扭曲;那如何优化与分子的相互作用呢?

通过对材料对称性的数学分析,研究小组发现了一些特殊情况,这些情况可以使“隐藏的”扭曲变成光,并允许非常灵敏地检测分子中的手性。

主要作者、巴斯大学物理系文茨斯拉夫瓦列夫教授说:“这项工作消除了整个研究领域的重要障碍,为利用纳米材料超灵敏检测分子中的手性铺平了道路。”

研究这项研究的博士生亚历克斯墨菲(Alex Murphy)说:“分子手性是一个令人惊叹的研究特性。你可以闻到手性,因为柠檬和橙子的分子气味相同但方向相反。可以品尝手性,因为阿斯巴甜的一个转折点是甜的,另一个是无味的。你能感觉到手感,因为一捻薄荷醇给皮肤清凉感,而另一捻没有。你触摸贝壳来扭曲表达的手性。很高兴看到表达的手性及其与激光颜色的相互作用。”

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