A mão esquerda parece a mão direita no espelho, mas a luva para canhotos não cabe na mão direita. A quiralidade refere-se a esta propriedade onde o objeto não pode ser sobreposto à imagem especular. Essa propriedade nas moléculas é um fator importante na pesquisa farmacêutica, pois pode tornar os medicamentos tóxicos.
Essas moléculas e moléculas simétricas em espelho têm as mesmas propriedades físicas e, portanto, não podem ser distinguidas usando análise óptica geral. Em vez disso, a luz polarizada – que gira em diferentes direções – deve ser usada. Além disso, quando o tamanho molecular é pequeno em comparação com o comprimento de onda da luz, há uma interação quiral muito fraca entre a luz e as moléculas, dificultando sua medição.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Junsuk Rho e Jungho Moon (Departamento de Engenharia Mecânica e Departamento de Engenharia Química) da POSTECH em colaboração com o professor Ki Tae Nam e o Dr. Hyeohn Kim (Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais) da Universidade Nacional de Seul e o professor Thomas Zentgraf (Departamento de Física) da Universidade Paderborn, na Alemanha, desenvolveram juntos uma tecnologia para aumentar a quiralidade entre a luz e as nanopartículas usando o metamaterial, conhecido como material de capa invisível.

Em geral, um sinal é gerado quando a luz é irradiada em nanopartículas quirais, mas sua intensidade é muito fraca. Portanto, várias nanopartículas tiveram que ser coletadas para medir o sinal médio. Para superar esse problema, a equipe de pesquisa conseguiu sintetizar um material quiral artificial usando metamateriais, fortalecendo significativamente o sinal.

A equipe de pesquisa mediu o espalhamento linear quiral e o espalhamento de geração de segundo harmônico (SHG) de uma nanopartícula quiral recém-desenvolvida. SHG é um fenômeno no qual é gerada luz com duas vezes a frequência (2ω) da luz incidente (ω, ômega). A maioria das nanopartículas quirais emite um sinal SHG fraco, dificultando a medição.

O sinal SHG das nanopartículas quirais desenvolvidas pela equipe de pesquisa foi medido como sendo até 10 vezes maior que o caso linear. Isso permite medir a simetria do espelho de uma única nanopartícula com alta precisão, bem como uma quantidade muito pequena de material quiral, e pode contribuir para a análise estrutural precisa de nanopartículas quirais no futuro.

O estudo aparece em ACS Photonics . + Explorar mais

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