Como abaixo, tão acima. Esse parece ser um princípio operacional para moléculas que começam com uma quiralidade básica - ou "habilidade manual" - e a transmitem à medida que se combinam em estruturas maiores.

Uma equipe internacional que incluiu o cientista de materiais da Rice University Edwin Thomas arrancou um novo, detalhe fundamental de sua criação de baixo para cima de vários copolímeros em bloco, materiais sintéticos que se montam naturalmente a partir de pequenos blocos de construção.

Eles descobriram que a quiralidade esquerda ou direita estabelecida pelos menores blocos de construção (monômeros) do polímero se replicou conforme o material microscópico se juntou para formar estruturas em espiral em escala maior semelhantes às comumente encontradas na natureza, por exemplo, no DNA helicoidal - e pode permitir a criação de materiais com propriedades únicas.

“Do ponto de vista das propriedades, a quiralidade é muito grande para a óptica, "Thomas disse." A esperança é que possamos controlar a automontagem de entidades quirais para fazer entidades superquiral 10 ou 100 vezes maiores, de modo que sejam capazes de interagir com a luz visível ou mesmo infravermelha. "

A descoberta liderada pelos colegas experimentais do professor do Rice em Taiwan é o foco de um artigo no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Thomas e sua equipe passaram anos desenvolvendo experiência em copolímeros em bloco, uma classe de metamateriais que podem se montar em muitos padrões distintos, incluindo camadas alternadas. Um copolímero de camada alternada que eles criaram provou ser capaz de absorver a energia de uma bala em microescala, enquanto outro formava um filme que mudava de cor capaz de atuar como sensor em embalagens de alimentos que detectava deterioração e outro que podia ser usado para escrever reversivelmente em cores em papel comum.

Thomas observou a importância da quiralidade na natureza, especialmente no design de drogas, onde uma molécula canhota pode ser um salvador enquanto a mesma molécula, mas destro, é tóxico. Copolímeros quirais específicos que imitam a natureza também podem se tornar compostos resistentes, mas flexíveis com propriedades ajustáveis, ele disse.

Cientistas das universidades National Tsing Hua e National Chung Cheng em Taiwan cultivaram arranjos de cilindros de polímero a partir de monômeros e mostraram por meio de reconstruções em microscópio eletrônico de elétrons tomográfico e vídeos que os cilindros se torciam para a esquerda ou direita conforme ditado pelos blocos de construção moleculares.

Thomas disse que os polímeros elásticos resultantes podem ser esticados e ajustados sob demanda para reagir a comprimentos de onda específicos da luz. "Poderíamos fazer cristais fotônicos que refletem a luz da mão direita e transmitem a luz da mão esquerda, "disse ele." Com luz polarizada circularmente, poderia transmitir para uma mão e refletir para a outra. Seria um espelho para a direita e perfeitamente transparente para a esquerda.

"Estou ansioso para experimentar a luz com esses materiais, porque a luz é fascinante, "Thomas disse." Você pode fazer coisas que você pode ver literalmente manipulando o material. "

Ele espera a criação de objetos quirais que são ainda mais complexos. "E se pudéssemos fazer estruturas quirais à esquerda que se fundem em estruturas quirais à direita? E suponha que possamos fazer isso em três dimensões? O que acontece lá?

"Cada vez que resolvemos algo ou achamos que encontramos algo interessante, tudo o que fizemos foi abrir milhares de novas questões, "ele disse." E eu tenho novas perguntas. "